BR112017018633B1

BR112017018633B1 - Tintas brancas

Info

Publication number: BR112017018633B1
Application number: BR112017018633-0A
Authority: BR
Inventors: Paul Joseph Bruinsma; Vladek Kasperchik; Thomas W. Butler
Original assignee: Hewlett-Packard Development Company, L.P.
Priority date: 2015-04-27
Filing date: 2015-04-27
Publication date: 2022-04-19
Also published as: EP3240834A1; KR102070621B1; KR20170139504A; US10167400B2; CN107406698A; CN107406698B; EP3240834B1; EP3240834A4; WO2016175749A1; US20170369722A1; BR112017018633A2

Abstract

TINTAS BRANCAS. A presente divulgação proporciona uma tinta branca incluindo um veículo de tinta aquosa, de 5% em peso a 50% em peso de um pigmento de óxido de metal branco tendo um tamanho médio de partículas de 100 nm a 2000 nm, de 0,02% em peso a 2% em peso de um polímero aniônico de baixo peso molecular tendo um peso molecular ponderal médio de 3000 Mw a 50000 Mw e um número de ácido superior a 100 mg de KOH/g com base no peso de polímero seco, e de 2% em peso a 30% em peso de partículas de látex tendo uma temperatura de transição vítrea de 0°C a 130°C. Além disso, o pigmento de óxido de metal branco é disperso por um dispersante não-iônico ou dispersante predominantemente não-iônico tendo um número de ácido não superior a 100 mg de KOH/g com base no peso de polímero seco.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[001] 0 uso de sistemas de impressão a jato de tinta cresceu dramaticamente nos últimos anos. Este crescimento pode ser atribuido a melhorias substanciais na resolução de impressão e qualidade de impressão geral, juntamente com uma redução significativa no custo. As impressoras de jato de tinta de hoje oferecem qualidade de impressão aceitável para muitas aplicações comerciais, negócio e domésticas a custos mais baixos do que os produtos comparáveis disponíveis há poucos anos. Não obstante o seu sucesso recente, os esforços de pesquisa e desenvolvimento continuam a melhorar a qualidade da impressão a jato de tinta em uma ampla variedade de aplicações diferentes.

[002] Uma imagem de jato de tinta é formada quando um padrão preciso de pontos é ejetado de um dispositivo gerador de gota conhecido como "cabeça de impressão" para um meio de impressão. As tintas, normalmente, utilizadas na gravação por jato de tinta, às vezes, são compostas por solventes orgânicos solúveis em água, tensoativos e corantes em um fluido predominantemente aquoso. Quanto ao uso de corantes, certos pigmentos podem ser mais desafiadores do que outros para obter certas propriedades desejáveis. Por exemplo, a opacidade, a durabilidade e a uniformidade da tinta podem ser um desafio em certas circunstâncias.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[003] As características e vantagens adicionais da divulgação serão evidentes a partir da descrição detalhada que se segue, em conjunto com os desenhos anexos, que juntos ilustram, a titulo de exemplo, características da tecnologia; e, em que:

[004] A Figura 1 representa exemplos onde um polimero catiônico é impresso digitalmente em um substrato de midia simultaneamente ou imediatamente antes de imprimir uma tinta de jato de tinta branca sobre o mesmo, e em que a tinta de jato de tinta branca é preparada de acordo com exemplos da presente divulgação;

[005] A Figura 2 representa exemplos, onde um polimero catiônico é aplicado a um substrato de midia antes (por aplicação digital ou por aplicação análoga) imprimindo uma tinta de jato de tinta branca sobre o mesmo, e em que a tinta de jato de tinta branca é preparada de acordo com exemplos da presente divulgação;

[006] A Figura 3 representa exemplos de fusão térmica de uma imagem impressa como descrito nas Figuras 1 ou 2 de acordo com exemplos da presente divulgação;

[007] A Figura 4 representa um artigo impresso, tal como o mostrado na Figura 3, após fusão térmica no substrato de midia;

[008] A Figura 5 é uma imagem de um teste de gotejamento vertical conduzido usando uma tinta de controle; e

[009] A Figura 6 é uma imagem de um teste de gotejamento vertical conduzido usando uma tinta preparada de acordo com exemplos da presente divulgação.

[0010] Uma referência será agora feita para certos exemplos ilustrados, e uma linguagem especifica será usada aqui para descrever o mesmo. No entanto, será entendido que nenhuma limitação do escopo da divulgação é aqui pretendida.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0011] A presente divulgação é elaborada para tintas brancas nomeadamente tintas de jato de tinta branca de água que podem ser jateadas de vários tipos de cabeças de impressão a jato de tinta, mas podem ser, particularmente, amigáveis para utilização em cabeças de impressão a jato de tinta térmica. Essas tintas, em alguns casos com a ajuda de uma camada de revestimento de fixador ou tinta fixadora, podem ser impressas não apenas em midia porosa, mas também efetivamente em midias de polímeros não porosos mais desafiadores.

[0012] De acordo com isto, verificou-se que os pigmentos de óxido de metal branco (por exemplo, óxido de zinco, dióxido de titânio, tais como rutilo ou anatase, óxido de zircônio, etc.) podem ser dispersos e efetivamente jateados a partir de cabeças de impressão a jato de tinta térmicas com dispersantes não-iônicos ou dispersantes predominantemente não-iônicos. Infelizmente, esses tipos de dispersões também tendem a produzir um revestimento de espessura não uniforme quando seco em substratos não porosos, o que, em última instância, conduz a impressões de baixa qualidade. Assim, a essência da presente divulgação é preparar a formulação de tinta a jato de tinta com base em dispersões de pigmento de óxido de metal branco estabilizadas não ionicamente e introduzir na formulação uma quantidade comparativamente pequena de polimero aniônico solúvel em água (em adição ao dispersante).

[0013] Uma vez formuladas, estas tintas brancas funcionam bem quando impressas com camadas fixadoras catiônicas aplicadas em substratos de midia (por aplicação de jato de tinta ou aplicação analógica). Assim, as formulações de tinta branca aqui descritas podem ser jateadas sobre uma superfície de mídia tratada essencialmentè, simultaneamente ou pré-tratada. A mistura da tinta branca com o fixador catiônico na superfície de impressão conduz à formação essencialmente instantânea de complexo de polieletrólito (PEC) na fase líquida mista. Os PECs são os complexos de associação formados entre cadeias poliméricas dissolvidas carregadas de forma oposta e, no presente caso, compreendem o polímero aniônico dissolvido em tinta branca e o polímero catiônico dissolvido no fixador, por exemplo. Em mais detalhes, o PEC é formado devido à interação eletrostática entre poli ions de carga oposta. Os PECs formados por interação entre poli ácido e poli base, geralmente, podem ser minimamente afetados pela variação do pH do meio de dissolução, e sua formação pode resultar em emaranhamento fixo contínuo de cadeias de polímero catiônico e aniônico através da fase líquida de tinta mista/fixador, proporcionando aumentos na viscosidade efetiva. Assim, a formação de PEC efetivamente congela a mistura de tinta/fixador e evita o deslocamento de pigmentos, o qual é muitas vezes característico da não uniformidade da camada de pigmento que pode ocorrer durante a secagem impressa.

[0014] De acordo com os exemplos da presente divulgação, as formulações de tinta branca da presente divulgação podem incluir um veículo de tinta aquosa e de 5% em peso a 50% em peso de um pigmento de óxido de metal branco tendo um tamanho médio de partículas de 100 nm a 2000 nm. O pigmento de óxido de metal branco pode ser disperso por um dispersante não-iônico ou predominantemente não-iônico tendo um número de ácido não superior a 100 mg de KOH/g com base no peso de polímero seco. A tinta branca pode ainda compreender de 0,02% em peso a 2% em peso de um polimero aniônico de baixo peso molecular tendo um peso molecular médio em peso de 3000 Mw a 50000 Mw e um número de ácido superior a 100 mg KOH/g com base no peso de polimero seco. A tinta também pode incluir de 2% em peso a 30% em peso de particulas de látex tendo uma temperatura de transição vitrea de 0°C a 130°C.

[0015] Em outro exemplo, um método para preparar uma tinta branca pode incluir moer um pigmento de óxido de metal branco em um veiculo à base de água com um agente dispersante não-iônico ou dispersante predominantemente não-iônico para formar uma dispersão de pigmento de óxido de metal branco, em que o dispersante não-iônico ou dispersante predominantemente não-iônico é definido por ter um número de ácido não superior a 100 mg de KOH/g com base no peso de polimero seco. Além disso, o método pode incluir misturar com a dispersão de pigmento de óxido de metal branco: água, co-solvente orgânico, polimero aniônico de baixo peso molecular tendo um peso molecular ponderai médio de 3000 Mw a 50000 Mw e um número de ácido superior a 100 mg de KOH/g com base no peso de polimero seco e em particulas de látex, formando, assim, uma tinta branca.

[0016] Em outro exemplo, uma tinta de jato de tinta térmica branca pode incluir um veículo de tinta a jato de tinta aquosa, um pigmento Ti02 e um polímero aniônico de baixo peso molecular. 0 pigmento TiO2 pode estar presente de 10% em peso a 35% em peso e pode ter um tamanho médio de partículas de 150 nm a 500 nm. 0 pigmento TiO2 também pode ser disperso por um dispersante não-iônico ou dispersante predominantemente não-iônico tendo um número de ácido não superior a 30 mg KOH/g com base no peso de polímero seco. 0 polímero aniônico de baixo peso molecular pode estar presente de 0,02% em peso a 2% em peso e pode ter um peso molecular ponderal médio de 3000 Mw a 50000 Mw, bem como um número de ácido superior a 150 mg de KOH/g com base no peso de polímero seco.

[0017] Estas tintas brancas podem ser usadas na formação de imagens brancas em vários substratos de mídia, incluindo substrato de mídia de polímero liso (não poroso) e podem ser impressas em combinação com um fixador revestido na superfície da mídia. Por exemplo, um fixador com polímero catiônico pode ser aplicado ao substrato de mídia e pode ser formulado de modo que seu polímero catiônico interaja com o polímero aniônico de baixo peso molecular para imobilizar o pigmento de óxido de metal branco.

[0018] Em cada um destes exemplos, existem várias vantagens relacionadas com a inclusão do polimero aniônico de baixo peso molecular (por exemplo, 3000 Mw a 50000 Mw, ou 3000 Mw a 25000 Mw, ou de 4000 Mw a 10000 Mw) juntamente com uma concentração mais dominante do pigmento de óxido de metal branco. A adição de polimero aniônico de baixo peso molecular proporciona uma interação eletrostática relativamente forte a muito forte com o polimero catiônico que pode estar presente no substrato de midia ou como parte de um fluido fixador a ser impresso (digitalmente) ou, de outra forma, aplicado (aplicação analógica) em um substrato de midia. A carga negativa e o peso relativamente baixo destes polímeros aniônicos de baixo peso molecular proporcionam uma maneira de fixar uma camada de tinta relativamente espessa sobre uma superfície de polimero lisa para secagem e/ou posterior fusão térmica, ao mesmo tempo, não aumenta a viscosidade da tinta demais, por exemplo, menos de 2 cps adicionais, tipicamente.

[0019] A Figura 1 representa um exemplo, onde um fixador digitalmente impresso é aplicado apenas antes (ou essencialmente ao mesmo tempo) como tinta a jato de tinta da presente divulgação. A Figura 2 representa um exemplo, em que um fixador é aplicado a um substrato de midia antes da aplicação de uma tinta a jato de tinta. O fixador neste último exemplo também pode ser aplicado por impressão digital ou, alternativamente, por aplicação analógica, por exemplo, rolo, revestimento por cortina, revestimento de lâmina, revestimento de haste Meyer ou qualquer outra metodologia adequada de revestimento para produzir camada fina de fixador no substrato impresso, etc. Como mostrado nas Figuras 1 e 2, um dispositivo de impressão a jato de tinta 30 está adaptado para imprimir digitalmente uma tinta de jato de tinta branca 10 e, em alguns exemplos, uma composição de fixador 20, em um substrato de midia 40. O substrato de midia pode ser um substrato de polimero liso e não poroso que é dificil de imprimir com alta qualidade de imagem e alta durabilidade. Especificamente, a Figura 1 mostra a composição do fixador sendo impressa digitalmente a partir do dispositivo de impressão, e a Figura 2 mostra a composição do fixador sendo pré-aplicada ao substrato de midia, seja digitalmente ou por um método de revestimento analógico. Em ambos os exemplos, a tinta de jato de tinta branca inclui pigmento de óxido de metal branco 12, polimero aniônico de baixo peso molecular 14, partículas de látex 16, e um veiculo de tinta 18 que inclui um dispersante não-iônico ou dispersante predominantemente não-iônico que está presente para 8/38 CL 5 ^ub Jty^ % " •' Y^-V dispersar o óxido de metal branco pigmento. 0 dispersante não-iônico on dispersante predominantemente não-iônico pode ser usado para dispersar o pigmento de óxido de metal branco, tal como por moer, antes de se combinar com alguns ou todos os outros ingredientes. Água, solvente orgânico e/ou outros ingredientes podem estar semelhantemente presentes no veiculo de tinta. A composição do fixador pode incluir o polimero catiônico 22 que é interativo com o polimero aniônico de baixo peso molecular da tinta branca, assim, proporcionando alguma imobilização ou congelamento do pigmento e particulas no substrato de midia de impressão.

[0020] Em outro exemplo, a imagem impressa ou, de outro modo, gerada de acordo com as Figuras 1 e 2 pode ser fundida termicamente. Mais especificamente, a Figura 3 mostra um dispositivo de fusão térmica 50 que é utilizada para aplicar calor 52, e opcionalmente pressão, ao artigo impresso para formar um artigo impresso fundido termicamente, como mostrado na Figura 4. Devido à presença tanto do pigmento de óxido de metal branco 12 como das particulas de látex 16,16b adequadamente espaçadas, pode haver uma maior dispersão de luz 60 e menor transmitância 62 do que um pigmento de óxido de metal branco mais densamente empacotado, o que proporciona uma opacidade melhorada. Esta opacidade aumentada pode ser alcançada espaçando opticamente o pigmento de óxido de metal branco um do outro. Por exemplo, a secagem das tintas sem particulas de látex de tal modo que todas as particulas de alto indice de refração que estão em contato próximo conduzem à formação de uma camada densamente embalada do pigmento de óxido de metal branco, o que reduz sua capacidade de dispersão de luz e opacidade geral. Por outro lado, usando Rub as partículas de látex fusível, como mostrado, e tipicamente aplicando calor para fundir as partículas de látex, o espaçamento ótico do baixo índice de refração pode aumentar a opacidade do revestimento impresso de 0,1% a 25%, ou mais tipicamente, de 5% a 20% ou de 5% a 25%. Em outras palavras, o efeito de aglomeração de partículas de índice (n) de refração cuidadosamente embaladas com pouco ou nenhum vazio diminui a dispersão de luz e aumenta a transparência do revestimento. Ao espaçar oticamente o pigmento de óxido de metal branco com as partículas de látex de baixo índice de refração (e, tipicamente, a fusão após a impressão) pode ser realizado um aumento da opacidade. Como ponto adicional, a fusão pode aumentar a durabilidade para o artigo impresso. Em alguns casos, a fusão das partículas de látex pode ajudar o polímero de látex distribuir-se de forma mais uniforme entre a dispersão de luz de pigmento de óxido de metal branco e, portanto, melhorar ainda mais a opacidade. na Figura 4, as partículas de látex, o polímero catiônico e o polímero aniônico de baixo peso molecular não são mostrados como componentes separados e distintos, como mostrado na Figura 3, devido principalmente à fusão térmica. Isso sendo mencionado, dependendo da temperatura e pressão aplicadas, estes polímeros respectivos podem reter parte da sua forma original (não mostrada) em alguns exemplos.

[0021] Como uma nota, na Figura 4, as partículas de látex, o polímero catiônico e o polímero aniônico de baixo peso molecular não são mostrados como componentes separados e distintos, como mostrado na Figura 3, devido principalmente à fusão térmica. Isso sendo mencionado, dependendo da temperatura e pressão aplicadas, estes polímeros respectivos podem reter parte da sua forma original (não mostrada) em alguns exemplos.

[0022] De acordo com isso, um artigo impresso pode incluir até 75 gsm, ou até 50 gsm de fluidos totais (tinta branca + fixador) aplicado a um substrato de mídia. O termo "até 75 gsm" ou "até 100 gsm" é usado porque as imagens de jato de tinta típicas incluem áreas totalmente impressas, bem como áreas não-visuais e/ou de densidade mais baixa. / y-\. Após evaporação e fusão de água e solvente, o gsm se traduz grosseiramente em 15-50% em peso da densidade de fluxo de dispersão de fluido inicial, isto é, portanto, inferior a 50 gsm. Em um exemplo, a área de tinta de densidade total pode ser de uma pelicula de tinta/fixador de 30 gsm a 50 gsm, mas as densidades mais baixas na rampa de tom serão menores do que isso, portanto, o uso da frase "até" 75 gsm ou "até" 50 gsm. Isso sendo afirmado, embora algumas áreas em um substrato de midia possam estar a 0 gsm sob esta definição (áreas não impressas), haverá áreas que são imaginadas que variam de mais de 0 gsm a 50 gsm (após a secagem ou a fusão) . Em um artigo impresso tipico, há uma parte da midia que pode ser impressa a partir de 5 gsm a 50 gsm.

[0023] Voltando agora aos vários ingredientes específicos que estão presentes na tinta branca, pode haver um pigmento de óxido de metal branco. O pigmento "branco" fornece grande parte da coloração branca à tinta, embora sem os outros ingredientes na tinta, o pigmento pode ter alguma transparência ou translucidez. Exemplos de pigmentos de óxido de metal branco que podem ser utilizados incluem partículas de dióxido de titânio, partículas de óxido de zinco, partículas de óxido de zircônio, suas combinações ou semelhantes. Os pigmentos com altas capacidades de dispersão de luz, como esses, podem ser selecionados para melhorar a dispersão da luz e diminuir a transmitância, assim, aumentando a opacidade. Os pigmentos de óxido de metal branco podem ter um tamanho particulado de cerca de 100 nm a cerca de 2000 nm, e mais tipicamente, de cerca de 125 nm a 700 nm, e ainda outro exemplo, de cerca de 150 nm a 500 nm. A combinação destes pigmentos dentro destas faixas de tamanho, adequadamente espaçadas umas das outras com ingredientes, tais como látex, opacidade total pode ser alcançada com uma espessura relativamente fina, por exemplo, 5 gsm a 50 gsm após remoção de água e outros solventes do filme impresso de tinta e fixador.

[0024] O pigmento de óxido de metal branco, entre outros sólidos que podem estar presentes, pode ser disperso utilizando um agente dispersante não-iônico. Os agentes dispersantes não-iônicos adequados podem permitir a dispersibilidade e a estabilidade adequadas em um ambiente de tinta aquosa, tendo pouco ou nenhum impacto na viscosidade da fase liquida da tinta, bem como mantendo a boa fiabilidade do cabeça de impressão em cabeças de impressão a jato de tinta térmica. Os dispersantes que atendem a esses parâmetros predominantemente não-iônicos (apenas um pouco aniônicos) de caráter. Para fins de definição, estes dispersantes são referidos como dispersantes não-iônicos, desde que sejam de natureza não-iônica ou predominantemente não-iônica, ou seja, o número de ácido do dispersante aniônico fraco/predominantemente não-iônico, por polimero seco, não é superior a 100 mg de KOH/g, e tipicamente é inferior a 50 mg de KOH/g, ou mesmo a menos de 30 mg de KOH/g. Isso sendo afirmado, em um exemplo, um agente dispersante não-iônico sem propriedades aniônicas pode ser usado um exemplo.

[0025] Exemplos de dispersantes não-iônicos que estão incluidos nesta definição são agentes de acoplamento de silano hidrolisáveis em água (SCAs) com cadeia (s) de poliéter relativamente curta(s) (faixa de comprimento de oligômero não superior a 50 unidades, não superior a 30 unidades ou não superior a 15 unidades, por exemplo, 10 a 15 unidades), que também são solúveis em água. Um exemplo desse dispersante inclui o metoxisilano de polietilenoglicol Silquest® A1230 disponivel a partir de Momentive Performance Materials. Outros exemplos incluem copolimeros ramificados de baixa a média faixa moles M (por exemplo, usualmente, massa molecular do polimero inferior a 15000 Da) de estruturas de tipo pente com cadeias pingentes de poliéter e grupos de âncora ácidos ligados à estrutura, como Disperbyk®-190 e Disperbyk®-199 disponíveis da BYK Chemie, bem como Dispersogen® PCE disponivel a partir de Clariant.

[0026] Com mais detalhes sobre os dispersantes que podem ser utilizados, em um exemplo, dispersantes hidroxilicos reativos de alcoxissilano que podem estar presentes, e os exemplos incluem, mas não estão limitados a, alcoxisilanos hidrolisáveis com grupo alcóxi ligado às porções de água (hidrofilicas) , tais como cadeias de oligômeros de poliéter solúveis em água, grupos fosfato ou grupos carboxilicos. Em alguns exemplos, o dispersante utilizado para dispersar o pigmento de óxido de metal branco pode ser um dispersante de poliéter alcoxissilano ou fosfato de poliéter. Após a dissolução em água com o pigmento branco de óxido de metal, o grupo alcoxissilano do dispersante, muitas vezes, hidrolisa, resultando na formação de um grupo silanol. O grupo silanol, por sua vez, pode reagir ou formar ligações de hidrogênio com grupos hidroxil de superfície em particulas de óxido metálico, bem como com grupos silanol de outras moléculas dispersantes através de ligação de hidrogênio. Estas reações conduzem à ligação ou absorção particuladas de óxido metálico e também formam ligações entre as próprias moléculas dispersantes. Como resultado, essas interações podem formar revestimentos hidrofilicos espessos de moléculas dispersantes de reação na superfície do pigmento de óxido de metal branco. Este revestimento pode aumentar o raio hidrodinâmico das partículas e, assim, reduzir a sua densidade efetiva e taxa de sedimentação. Além disso, o revestimento dispersante evita a aglomeração do pigmento de óxido de metal branco após a sedimentação de modo que, quando o sedimento e a sedimentação ocorrem ao longo do tempo nas formulações de tinta, o pigmento de óxido de metal branco sedimentado permanece fofo e, portanto, é fácil de dispersar novamente após a agitação. Ainda em detalhes, estes dispersantes têm um comprimento de cadeia relativamente curto e não contribuem significativamente para a viscosidade da tinta, mesmo com cargas de partículas de óxido de metal relativamente elevadas, por exemplo, mais de 30% em peso de pigmento de óxido de metal branco na tinta.

[0027] Como mencionado, um dispersante de alcoxissilano adequado pode ter um grupo alcoxissilano que pode ser facilmente hidrolisado em ambiente aquoso e produz um grupo silanol e um segmento hidrofilico. A estrutura geral do grupo alcoxissilano é -Si (OR) 3, em que R mais pode ser metil, etil, n-propil, isopropil ou mesmo uma cadeia de alcano mais longa (ramificada ou não ramificada). Note-se que quanto mais longo o hidrocarboneto (R) , a taxa de hidrólise mais lenta e a taxa de interação com a superfície de partículas dispersas de óxido metálico. Em alguns exemplos altamente práticos, as estruturas com -Si(OR)3 em que R é I yn metil ou etil podem tipicamente ser usadas. 0 segmento hidrofilico do dispersante de alcoxissilano também pode ser suficientemente grande (em relação ao tamanho da molécula inteira) de modo a permitir a solubilidade do dispersante em ambiente aguoso, bem como prevenir a aglomeração do pigmento de óxido de metal branco. Em um exemplo, o segmento hidrofilico pode ser uma cadeia de poliéter, por exemplo, polietileno glicol (PEG) ou seu copolimero com polipropileno glicol (PPG). As porções dispersantes à base de poliéter possuem uma decomposição térmica limpa e, portanto, são boas candidatas para uso. Quando aquecido acima da temperatura de decomposição, as moléculas à base de PEG e PPG se decompõem em fragmentos moleculares menores com alta volatilidade ou boa solubilidade em água. Assim, a sua decomposição, geralmente, não apresenta quantidades visiveis de residuos sólidos na superficie de aquecedores microscópicos utilizados para a condução de cabeças de impressão a jato de tinta térmica (o que pode fazer com que os cabeças de impressão a jato de tinta térmicos falhem ao longo do tempo ou torná-los não operacionais em alguns casos).

[0028] Em maiores detalhes, exemplos de dispersantes de poliéter e alcoxissilano que podem ser utilizados para dispersar pigmento de óxido de metal branco podem ser representados pela seguinte Fórmula geral (I):

em que: lineares ou ramificados hidrolisáveis. Para grupos alcóxi hidrolisáveis, tais grupos podem ter 1 a 3 átomos de carbono; em um aspecto, esses grupos podem ser -OCH3 e -OCH2CH3. Em alguns exemplos, R1, R2 e R3 são grupos alcóxi lineares tendo 1 a 5 átomos de carbono. Em alguns outros exemplos, os grupos R1, R2 e R3 são: -OCH3 ou -OC2H5. b) PE é um segmento de cadeia de oligômero de poliéter da fórmula estrutural [ (CH2) n-CH(R)-0]m, ligado a Si através de ligação Si-C, em que n é um número inteiro variando de 0 a 3, em que m é um número inteiro superior ou igual a 2 e em que R é H ou um grupo alquil de cadeia. R pode também ser um grupo alquil de cadeia tendo 1 a 3 átomos de carbono, tal como CH3 ou C2H5. Em alguns exemplos, m é um número inteiro variando de 3 a 30 e, em alguns outros exemplos, m é um número inteiro variando de 5 a 15. 0 segmento de cadeia de poliéter (PE) pode incluir unidades de repetição de segmento de cadeia de polietileno glicol (PEG) (-CH2CH2-O-) , ou segmento de cadeia de polipropileno glicol (PPG) (-CH2- CH(CH3)-O-), OU uma mistura de ambos os tipos. Em alguns exemplos, o segmento de cadeia de poliéter (PE) contém unidades de PEG (-CH2CH2-O-); e c) R4 é hidrogênio, ou um grupo alquil linear ou ramificado. Em alguns exemplos, R4 é um grupo alquil tendo 1 a 5 átomos de carbono.

[0029] Outros exemplos de dispersantes utilizados para dispersar pigmento de óxido de metal branco podem incluir dispersantes de poliéter alcoxissilano tendo a seguinte fórmula geral (II) :

em que R' , R' ' e R' ' ' são ramificados. Em alguns exemplos, alquil lineares tendo de 1 a comprimento da cadeia. Em alguns grupos alquil 3 átomos exemplos lineares ou são grupos carbono no CH3 ou -C2H5. R4 e PE são como descrito acima para Fórmula (I); por exemplo, PE é um segmento de cadeia de oligômero de poliéter da fórmula estrutural: [ (CH2) n-CH-R-O]m, em que n é um número inteiro variando de 0 a 3, em que m é um número inteiro superior ou igual a 2 e em que R é H ou um grupo alquil de cadeia; e R4 é hidrogênio, ou um grupo alquil linear ou ramificado. Em alguns exemplos, R4 é CH3 ou C2H5.

[0030] Em alguns exemplos, o pigmento de óxido de metal branco presente na composição de tinta é disperso com poliéter alcoxissilanos. Exemplos de poliéter alcoxissilanos adequados incluem (CH3O) 3Si- (CH2CH2O) n, H; (CH3CH2O) 3Si- (CH2CH2O)n, H; (CH3O) 3Si-(CH2CH2O) n, CH3; (CH3CH2O) 3Si- (CH2CH2O)n, CH3; (CH3O) 3SÍ- (CH2CH2O)n, CH2CH3; (CH3CH2O) 3Si- (CH2CH2O)n, CH2CH3; (CH3O) 3Si- (CH2CH3O) n, H; (CH3O)3Si- (CH2CH (CH3) O) n, H; (CH3O) 3Si-(CH2CH (CH3) 0) n, CH3; (CH3CH2O) 3Si- (CH2CH (CH3) 0) n, CH3; em que n1 é um número inteiro igual a 2 ou superior. Em alguns exemplos, n’ é um número inteiro variando de 2 a 30 e, em alguns outros exemplos, n' é um número inteiro variando de 5 a 15.

[0031] Exemplos comerciais dos dispersantes de poliéter e alcoxissilano incluem, mas não estão limitados, o anteriormente mencionado Silquest® A-1230 fabricado pela Momentive Performance Materials e Dynasylan® 4144 fabricado pela Evonik/Degussa.

[0032] A quantidade de dispersante utilizada para dispersar o pigmento de óxido de metal branco e outros sólidos pode variar de cerca de 1% em peso a cerca de 300 em peso do teor de pigmento de óxido de metal branco. Em alguns exemplos, a faixa de teor de dispersante é de cerca de 2 a cerca de 150% em peso do teor de pigmento de óxido de metal branco. Em alguns outros exemplos, a faixa de teor do dispersante é de cerca de 5 a cerca de 100% em peso do teor de pigmento de óxido de metal branco.

[0033] Uma dispersão de pigmento de óxido de metal branco adequado para formar as tintas brancas da presente divulgação pode ser preparada por moagem ou dispersão de pó de óxido de metal em água na presença de dispersantes adequados. Por exemplo, a dispersão de pigmento de óxido metálico pode ser preparada por moagem de pigmento comercialmente disponivel tendo grande tamanho de particulas (na faixa de micron) na presença dos dispersantes aqui descritos até o tamanho de particulas desejado ser alcançado. A dispersão de partida a ser moida pode ser uma dispersão aquosa com um teor de sólidos até 65% em peso do pigmento ou pigmentos de óxido de metal branco. 0 equipamento de moagem que pode ser utilizado pode ser um moinho de esferas, que é uma máquina de moagem úmida capaz de usar esferas muito finas com diâmetros inferiores a 1,0 mm (e, geralmente, menos de 0,5 mm) como meio de trituração, por exemplo, Moedores de Esferas Ultra-Apex da Kotobuki Industries Co. Ltd. A duração da moagem, a velocidade do rotor e/ou a temperatura podem ser ajustadas para atingir o tamanho desejado das particulas de dispersão.

[0034] Voltando agora ao polimero aniônico de baixo peso molecular que está incluido nas tintas brancas da presente divulgação, este componente é, tipicamente, dissolvido no veiculo de tinta da tinta branca. Como mencionado, a função do polimero aniônico de baixo peso molecular é eficientemente imobilizar o pigmento imediatamente após o contato entre a tinta branca com um polimero de fixador catiônico. Não é utilizado muito polimero aniônico de baixo peso molecular para conseguir esta imobilização, por exemplo, de 0,02% em peso a 2% em peso, ou de 0,05% em peso a 0,9% em peso.

[0035] A introdução do polimero aniônico de baixo peso molecular na tinta branca é realizada de modo a não introduzir um aumento significativo da viscosidade. Por exemplo, após a adição de polimero aniônico de baixo peso molecular à tinta branca, a tinta, normalmente, permanecerá na faixa de aproximadamente a mesma viscosidade para cerca de 2 cps superior à formulação de tinta sem o polimero aniônico de baixo peso molecular (isto é, tipicamente, o menor aumento é melhor). Aumentando a viscosidade mais de 2 cps ainda pode ser funcional, dependendo da viscosidade inicial da tinta, portanto, essa faixa não deve ser considerada limitante. A quantidade de polimero aniônico de baixo peso molecular que pode ser adicionado na tinta branca pode ser dependente do seu comprimento de cadeia (isto é, a sua massa molecular (M) que está relacionada com o peso molecular médio (Mw)) . Os polimeros de maior valor M permitem uma reatividade fixadora mais robusta e uma imobilização de pigmento mais eficiente por fixador, mas a quantidade que pode ser adicionada à tinta sem aumento substancial da viscosidade também é menor. Assim, ao selecionar um polimero aniônico de baixo peso molecular com um valor M maior ou alto peso molecular, pode haver vantagens em usar menos. Da mesma forma, ao selecionar um polimero aniônico de baixo peso molecular com um baixo valor M ou baixo peso molecular, pode haver vantagens em usar mais. Os pesos moleculares médios em peso exemplares que selecionados podem estar dentro das faixas de 3000 Mw a 50000 Mw, de 3000 Mw a 25000 Mw, ou de 4000 Mw a 10000 Mw.

[0036] Os tipos de polimero aniônico de baixo peso molecular que podem ser utilizados nas formulações de tinta branca são diversos. Como um ponto inicial, o polimero aniônico de baixo peso molecular tipicamente tem uma carga negativa, que pode ser quantificada como tendo um número de ácido (teor de porções ácidas hidrofilicas na sua cadeia de polimero) que é suficientemente alto para tornar o polimero aniônico de baixo peso molecular bem solúvel em uma fase aquosa da tinta branca. Para ilustrar, estes polimeros aniônicos de baixo peso molecular são, geralmente, eficientes na imobilização de pigmentos de óxido de metal branco em formulações de tinta (em contato com o fixador) quando o número de ácido (AN) está acima de 100 mg KOH/g, acima de 150 mg KOH/g, ou acima de 180 mg KOH/g, com base no peso de polimero seco.

[0037] Exemplos de tais polimeros aniônicos de baixo peso molecular que podem ser utilizados incluem, mas não estão limitados a copolímeros de estireno-ácido acrilico tais como Joncryl® 296, Joncryl® 671, Joncryl® 680, Joncryl® 683 ou Joncryl® 690, disponível da BASF, bem como resinas de copolimero de estireno-anidrido maleico solúveis em água. Outros copolímeros também podem ser selecionados para uso, incluindo copolímeros de monômero de ácido carboxilico com algum monômero hidrofóbico copolimerizado com o mesmo. Copolímeros de monômeros de ácidos carboxilicos com outras porções de monômeros ácidos não carboxilicos solúveis em água tais como sulfonatos, estirenossulfonatos, fosfatos, etc., também podem ser utilizados. Exemplos de tais dispersantes incluem, mas não estão limitados a, Carbosperse® K-775 ou Carbosperse® K-776 (copolímeros de ácido acrílico e sulfônico), bem como Carbosperse® K-797, Carbosperse® K-798 ou Carbosperse® K-781 (copolímeros de ácido acrílico, ácido sulfônico e ácido estirenossulfônico) disponíveis a partir de Lubrizol Corp. Outros exemplos podem incluir, por exemplo, homopolímeros de ácidos acrílicos e metacrílicos lineares, tais como ácido poliacrílico (P7XA), ácido polimetacrílico (PMAA) ou seus sais. Exemplos mais específicos podem incluir Carbosperse K-7058 (PAA com M ~7300), Carbosperse K-732 (PAA com M ~ 6000), ou Carbosperse K-752 (sal de Na de PMAA com M ~5000) , todos disponíveis pela Lubrizol Corporation. Outros exemplos podem incluir Dispex® AA 4935 (disponível na BASF Dispersions & Pigments Division), Tamol 945 (ácido policarboxílico solúvel em água disponível em "Dow Chemical").

[0038] Pode também haver vantagens para adicionar as partículas de látex às tintas da presente divulgação. Por exemplo, ao combinar pigmento de óxido de metal branco com partículas de látex, a opacidade pode ser aumentada, embora o látex não tenha um alto índice de refração. Em um aspecto, uma razão em peso de pigmento de óxido de metal branco para partículas de látex pode ser de 6:1 a 1:3. Em certos exemplos específicos, selecionando pigmento de óxido de metal branco com alto índice de refração (por exemplo, de 1,8 a 2,8) e partículas de látex com um índice de refração relativamente gi Fls rx/J+ S’ VXÇT 5 Rufa Ay\_ menor (por exemplo, de 1,3 a 1,6), a opacidade da tinta quando impressa em uma folha de midia pode ser aumentada inesperadamente em comparação com uma tinta sem as particulas de látex adicionadas (mesmo quando o látex é substituído por uma concentração equivalente de pigmento de óxido de metal branco).

[0039] Em maiores detalhes, ao proporcionar algum espaçamento ótico entre particulas de pigmento de óxido de metal branco interpondo particulas entre si, a opacidade pode ser aumentada em comparação com as tintas sem as particulas de látex presentes. Em outras palavras, uma camada de pigmento de óxido de metal branco de alto indice de refração, mais densamente embalada, pode realmente ser menos opaca (à luz) do que uma camada de pigmento de óxido de metal branco menos densamente embalada (por exemplo, efeito de aglomeração de pigmento). Pode ser considerado contra intuitivo porque se espera uma melhor capacidade de dispersão de luz e opacidade do revestimento com uma maior concentração de pigmento de óxido de metal branco de alto indice de refração. Assim, em certos exemplos, diminuindo a densidade do pigmento de óxido de metal branco ou o teor de pigmento, e substituindo o pigmento por particulas de látex essencialmente incolores, tais como particulas de látex fusiveis, a opacidade pode realmente ser aumentada.

[0040] Conforme mencionado, o tamanho de particulas do pigmento de óxido de metal branco pode ser de 100 nm a 2000 nm, mas em outros exemplos, o tamanho de particulas pode ser de 125 nm a 700 nm, ou de 150 nm a 500 nm. Essas particulas de tamanho maior são consideradas como tamanhos de particulas eficientes para dispersão de luz quando espaçadas X , adequadamente pelas partículas de látex. Quanto mais eficiente a dispersão da luz, tipicamente, a camada de tinta impressa mais opaca pode ser (assumindo o espaçamento apropriado na camada pigmentada, como aqui descrito). Assim, as tintas brancas da presente divulgação podem ser formuladas de modo que, quando impressas, as partículas de látex proporcionam um espaço médio entre o pigmento de óxido de metal branco que varia de 20 nm a 2000 nm, em um exemplo. Em outros exemplos, o espaço médio entre o pigmento de óxido de metal branco (tal como proporcionado principalmente pelas partículas de látex) pode ser de 50 nm a 500 nm, de 150 a 300, ou em um exemplo específico, de cerca de 220 nm a 250 nm.

[0041] Em maior detalhe, o espaçamento ótico pode ser determinado experimentalmente pela impressão da tinta sobre um substrato de mídia, fundindo a tinta por aplicar calor a uma temperatura de cerca de 2 °C a 110 °C acima da temperatura mínima de formação de película das partículas de látex, e avaliar usando a foto de seção transversal de Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM) de uma camada de tinta branca impressa após a secagem. Se a opacidade fornecida pela tinta branca não for suficientemente alta, a razão de pigmento de óxido de metal branco para partículas de látex pode ser ajustada para cima ou para baixo, como efetiva, ou a espessura da tinta pode ser aumentada. Dito isto, uma vantagem das tintas brancas da presente divulgação é que, em alguns casos, a espessura não precisa ser aumentada para aumentar a opacidade. Por exemplo, ao espaçar adequadamente o pigmento de óxido de metal branco com as partículas de látex, a opacidade pode ser aumentada de 0,1% para 25%, e mais tipicamente, de 5% a 25%.

[0042] Além de auxiliar com opacidade melhorada, como brevemente mencionado, as particulas de látex também podem proporcionar maior durabilidade. Mais especificamente, o uso de particulas de látex, incluindo particulas de látex fusiveis que são termicamente ou, de outra forma, curadas após a impressão no substrato de midia, pode proporcionar maior durabilidade à imagem impressa. Assim, o látex pode proporcionar o duplo papel de melhorar a opacidade espaçando adequadamente o pigmento de óxido de metal branco e também pode proporcionar durabilidade na folha de midia impressa. Este é, particularmente, o caso em exemplos onde pode haver altas cargas particuladas de óxido metálico que são dispersas por agentes dispersantes apropriados. Os filmes formados por particulas de cerâmica duras (tais como óxidos metálicos de alto indice de refração na superfície de substratos de baixa porosidade e substratos não porosos) na ausência de qualquer material aglutinante tendem a ter propriedades mecânicas insuficientes. O comportamento de formação de película de partículas de látex, aqui descrito, pode ligar o pigmento de óxido de metal branco relativamente grande (com agente dispersante presente na tinta) em revestimento contínuo que pode ser muito durável. Adicionalmente, como mencionado, o baixo índice de refração da película de polímero cria baixo índice de refração ou "n" domínios, isto é, espaçadores óticos entre pigmento de óxido de metal branco com elevado n e, assim, aumentando simultaneamente a opacidade da impressão.

[0043] A coalescência de partículas de látex em fase contínua cria baixos domínios de índice de refração no revestimento. O indice de refração do látex fundido no revestimento pode variar de 1,3 a 1,6 e, em um exemplo, pode ser de 1,4 a 1,6 ou 1,4 a 1,5. 0 pigmento de óxido de metal branco pode ter um indice de refração variando de 1,8 a 2,8, ou de 2,2 a 2,8. Os exemplos específicos incluem o óxido de zinco (cerca de 2,4), dióxido de titânio (cerca de 2,5 a 2,7), óxido de zircônio (cerca de 2,4), etc. Tipicamente, a diferença nos indices de refração pode ser de cerca de 0,2 a 1,5, ou mais, se possível (tipicamente, quanto maior é o melhor), embora isso não seja necessário, desde que exista uma diferença suficiente para que a opacidade possa ser aumentada, pelo menos até certo ponto, pelo espaçamento ótico e pela diferença de indice de refração.

[0044] As condições permitindo a utilização do látex de polimero nas formulações de tinta branca da presente divulgação são dependentes do tipo de tinta que está sendo preparada. Por exemplo, para aplicações de impressão a jato de tinta térmica, a temperatura de transição vitrea das particulas de látex pode variar de 0°C a 130°C, ou de 40°C a 130°C em alguns exemplos.

[0045] Os monômeros utilizados nos látex podem ser monômeros vinilicos. Em um exemplo, os monômeros podem ser um ou mais monômeros de vinil (tais como cloreto de vinil, cloreto de vinilideno, etc.), monômeros de éster de vinil, monômeros de acrilato, monômeros de metacrilato, monômeros de estireno, etileno, ésteres de maleato, ésteres de fumarato, ésteres de itaconato, ou suas misturas. Em um aspecto, os monômeros podem incluir acrilatos, metacrilatos, estirenos ou suas misturas. Os monômeros podem igualmente incluir monômeros hidrofilicos incluindo monômeros ácidos e monômeros hidrofóbicos. Além disso, os monômeros que podem ser polimerizados na formação dos látex incluem, sem limitação, estireno, a-metil estireno, p-metil estireno, metacrilato de metil, acrilato de hexil, metacrilato de hexil, acrilato de butil, metacrilato de butil, acrilato de etil, metacrilato de etil, acrilato de propil, metacrilato de propil, acrilato de 2-etilhexil, metacrilato de 2- etilhexil, acrilato de octadecil, metacrilato de octadecil, metacrilato de estearil, cloreto de vinilbenzil, acrilato de isobornil, acrilato de tetrahidrofurfuril, metacrilato de 2- fenoxietil, metacrilato de benzil, acrilato de benzil, metacrilato de nonil fenol etoxilado, metacrilato de isobornil, metacrilato de ciclohexil, metacrilato de trimetil ciclohexil, metacrilato de t-butil, metacrilato de n-octil, metacrilato de lauril, metacrilato de tridecil, acrilato de tetrahidrofurfuril alcoxilado, acrilato de isodecil, metacrilato de isobornil, acrilato de isobornil, maleato de dimetil, maleato de dioctil, metacrilato de acetoacetoxietil, diacetona acrilamida, N-vinil imidazol, N- vinilcarbazol, N-vinil-caprolactama, suas combinações, seus derivados ou suas misturas.

[0046] Os monômeros ácidos que podem ser polimerizados na formação de látex incluem, sem limitação, ácido acrilico, ácido metacrilico, ácido etacrilico, ácido dimetilacrilico, anidrido maleico, ácido maleico, vinilssulfonato, ácido cianoacrilico, ácido vinilacético, ácido alilacético, ácido etidina-acético, ácido propilidinaacético, ácido crotonôico, ácido fumárico, ácido itacônico, ácido sórbico, ácido angélico, ácido cinâmico, ácido estirilacrilico, ácido citracônico, ácido glutacônico, ácido aconitico, ácido A fenilacrilico, ácido acriloxipropiônico, ácido aconitico, ácido fenilacrilico, ácido acriloxipropiônico, ácido vinilbenzóico, ácido N-vinilsuccinamidico, ácido mesacônico, metacroilalanina, acrilohidroxiglicina, ácido sulfoetil metacrilico, ácido sulfopropil acrilico, ácido estireno sulfônico, ácido sulfoetilacrilico, ácido 2- metacriloiloximetil-l-sulfônico, ácido 3- metacriloiloxipropano-l-sulfônico, ácido 3- (viniloxi)propano-l-sulfônico, ácido etilenossulfônico, ácido vinil sulfúrico, ácido 4-vinilfenil sulfúrico, ácido etileno fosfórico, ácido vinil fosfórico, ácido vinil benzóico, ácido 2-acrilamido-2-metil-l-propanossulfônico, suas combinações, derivados destes ou suas misturas.

[0047] Em relação às particulas de látex, os látex podem ter várias formas, tamanhos e pesos moleculares. Em um exemplo, o polimero nas particulas de látex pode ter um peso molecular ponderai médio (Mw) de cerca de 5000 Mw para cerca de 500000 Mw. Em um aspecto, as particulas de látex podem ter um peso molecular ponderai médio (Mw) variando de cerca de 100000 Mw a cerca de 500000 Mw. Em alguns outros exemplos, a resina de látex tem um peso molecular ponderai médio de cerca de 150000 Mw para 300000 Mw.

[0048] Além disso, o diâmetro médio das particulas das particulas de látex pode ser de cerca de 10 nm a cerca de 1 μm; em alguns outros exemplos, de cerca de 10 nm a cerca de 500 nm; e, ainda outros exemplos, de cerca de 50 nm a cerca de 300 nm. A distribuição de tamanho de particulas do látex não é, particularmente, limitada, e pode ser utilizado látex tendo uma distribuição de tamanho de particula ampla ou látex tendo uma distribuição de tamanho de particula monodispersa. Z Fls CL S Rub - . Ç Também e possível usar dois ou mais tipos de particulas de, látex cada uma tendo uma distribuição de tamanho de particulas monodispersa em combinação.

[0049] As tintas brancas aqui descritas são muito úteis para aplicações de jato de tinta, mesmo para aplicações de jato de tinta térmica. Em um exemplo, um dispersante de alcoxissilano hidrófilo reativo pode ser utilizado para auxiliar na dispersão de particulas e na capacidade de jatear. Em alguns exemplos específicos, a impressão a jato de tinta de revestimentos brancos ou padrões com opacidade adequada (>50-60%) pode beneficiar de uma carga de pigmento relativamente alta (por exemplo, pigmento de óxido de metal branco acima de 2% em peso, acima de 5% em peso, acima de 8% em peso, etc.). 0 jato de tintas de alta pigmentação (particularmente com outros sólidos) torna-se desafiador mesmo para cabeças de impressão piezo. No entanto, com a utilização de um dispersante apropriado, tais como os dispersantes não iônicos ou predominantemente não iônicos aqui descritos, um desempenho mais confiável de cargas particuladas de óxido de metal superior impressas a partir de cabeças de impressão a jato de tinta térmica com baixo peso nominal de gota (tão baixo quanto 10 ng, ou mesmo tão baixo quanto 5 ng) pode ser realizada.

[0050] As tintas brancas da presente divulgação também incluem um veiculo de tinta aquosa. Tal como aqui utilizado, "veiculo de tinta" refere-se ao fluido liquido no qual o pigmento de óxido de metal branco e as particulas de látex são dispersos para formar uma tinta. Os veiculos de tinta são conhecidos na técnica, e uma grande variedade de veiculos de tinta pode ser usada com os sistemas e métodos da tecnologia atual. Tais veiculos de tinta podem incluir uma mistura de uma variedade de agentes diferentes, incluindo tensoativos, solventes, cosolventes, agentes contra entupimento, tampões, biocidas, agentes sequestrantes, modificadores de viscosidade, agentes tensoativos, água, etc. Parte do veiculo liquido per se, além dos corantes, o veiculo liquido também podem transportar outros aditivos sólidos, tais como polimeros, materiais curáveis por UV, plastificantes, etc. Além disso, o termo "veiculo de tinta aquosa" refere-se a um veiculo liquido, incluindo água como solvente. Em um aspecto, a água pode incluir a maioria dos veiculos liquidos.

[0051] Voltando agora ao fluido de fixação que pode ser usado com as tintas brancas da presente divulgação, o polimero catiônico pode ser adicionado a vários veiculos de tinta ou liquidos para formar fluidos de fixação de várias viscosidades para vários processos de aplicação. Os polimeros catiônicos que podem ser utilizados podem incluir guanidinio ou funcionalidades de amónio totalmente quaternizado, tais como copolimeros de poliamina quaternizada. Em um exemplo, o polimero catiônico pode não conter funcionalidades de amónio primário ou secundário, tais como polialilamina ou polietileno imina. Geralmente, para alguns processos de aplicação digital, ou seja, a aplicação de jato de tinta térmica, o peso molecular ponderai médio (Mw) do polimero catiônico permite uma viscosidade de 1 cP a 25 cP em 25°C, 1 cP a 15 cP em 25°C, ou 1 CP a 10 cP em 25°C, conforme medido em um viscosimetro Brookfield. Embora possa ser utilizada viscosidade fora desta faixa, particularmente, para aplicações de jato de tinta piezoelétricas ou para aplicações de (impressão não digital) , por exemplo, 1 cP a 35 cP em 25°C (para jato de tinta piezo) e 1 cP a 500 cP em 25°C para aplicações analógicas. O peso molecular médio ponderai tipico para o polimero catiônico pode ser inferior a 500 000 Mw, e em um aspecto inferior a 50000 Mw. Em outro exemplo, os polimeros catiônicos podem ter altas densidades de carga para melhorar as eficiências de fixação. Como tal, as densidades de carga catiônica podem ser superiores a 1000 microequivalentes por grama de funcionalidade catiônica. Em um aspecto, podem ser utilizados mais de 4000 microequivalentes por grama. Além disso, as concentrações podem ser baixas para evitar problemas regulatórios com toxicidade aquática, por exemplo, de 0,1% em peso a 25% em peso, e em um aspecto, 1% em peso a 5% em peso, ou em outro aspecto, de 1% em peso a 2,5% em peso.

[0052] Em detalhes adicionais, as classes de polimeros catiônicos que podem ser utilizadas incluem, mas não estão limitadas a, poliaminas quaternizadas, dicianodiamida policátions, copolímeros de cloreto de dialildimetil amónio, polimeros de dimetilaminoetil(met)acrilato quaternizados, polimeros de vinilimidizol quaternizados, polimeros de alquil guanidina, polietileno iminas alcoxiladas e suas misturas. Deve ser entendido que um ou mais policátions podem ser utilizados e que qualquer combinação desejável dos policátions pode ser utilizada. Um ou mais ions dos polieletrólitos catiônicos podem ser trocados por ions por um nitrato, acetato, mesilato ou outro ion. Como um exemplo não limitativo, um material que pode ser usado é Floquat® FL2350, uma poliamina quaternizada derivada de epiclorohidrina e dimetil amina, comercialmente disponivel de SNF Inc.

[0053] As formulações tipicas do veiculo de tinta ou do veiculo fixador aqui descritas podem incluir água e outros ingredientes, dependendo do método de aplicação desejado para utilização. Por exemplo, quando jatear a tinta ou fixador, a formulação pode incluir cosolventes presentes no total de entre 0, 1% em peso e 30% em peso, embora também sejam utilizadas quantidades fora desta faixa. Além disso, os tensoativos podem estar presentes, variando de 0,01% em peso a 10% em peso. 0 equilíbrio da formulação pode incluir adicionalmente ou outros componentes do veiculo conhecidos na técnica, tais como biocidas, modificadores de viscosidade, materiais para ajuste do pH, agentes sequestrantes, conservantes e semelhantes. Tipicamente, o veiculo de tinta pode incluir água como um dos principais solventes e pode ser referido como um veiculo liquido aquoso. Note-se que o fluido fixador pode ser formulado para aplicação a jato de tinta ou para processos de revestimento analógico e, portanto, os ingredientes e as concentrações para tais aplicações diferentes podem variar amplamente. Por exemplo, uma pasta mais espessa pode ser usada para aplicação analógica, ou um fluido menos viscoso pode ser usado para aplicação digital.

[0054] As classes de cosolventes que podem ser utilizadas podem incluir cosolventes orgânicos incluindo álcoois alifáticos, álcoois aromáticos, dióis, éteres de primários, álcoois alifáticos secundários, 1,2-álcoois álcoois, 1,5-álcoois, etileno glicol alquil éteres, propileno glicol alquil éteres, homólogos superiores (C6-C12) de prolietileno glicol alquil éteres, N-alquil caprolactamas, caprolactamas não substituídas, ambas formamidas substituídas e não substituídas, acetamidas substituídas e não substituídas e semelhantes.

[0055] De acordo com a formulação desta divulgação, podem ser utilizados vários outros aditivos para melhorar as propriedades da composição da tinta para aplicações especificas. Exemplos destes aditivos são aqueles adicionados para inibir o crescimento de microrganismos nocivos. Estes aditivos podem ser biocidas, fungicidas e outros agentes microbianos, que são rotineiramente utilizados em formulações de tinta. Exemplos de agentes microbianos adequados incluem, mas não estão limitados a NUOSEPT® (Nudex, Inc.), UCARCIDE™ (Union carbide Corp.), VANCIDE® (RT Vanderbilt Co.), PROXEL® (ICI America) e suas combinações.

[0056] Os agentes sequestrantes, tais como EDTA (ácido etilenodiamino tetra-acético), podem ser incluídos para eliminar os efeitos deletérios de impurezas de metais pesados, e as soluções de tampão podem ser usadas para controlar o pH da tinta. De 0,01% em peso a 2% em peso, por exemplo, podem ser utilizados. Também podem estar presentes modificadores de viscosidade e tampões, bem como outros aditivos conhecidos pelos versados na técnica para modificar as propriedades da tinta, conforme desejado. Tais aditivos podem estar presentes a partir de 0,01% em peso a 20% em peso. z

[0057] E observado que, quando se discutem as tintas e/ou métodos presentes, cada uma dessas discussões pode ser considerada aplicável a cada uma dessas modalidades, quer sejam ou não explicitamente discutidas no contexto dessa modalidade. Assim, por exemplo, ao discutir o indice de refração relacionado a uma composição ou a opacidade no contexto da tinta branca, esses elementos também são relevantes e diretamente suportados no contexto dos métodos aqui descritos, e vice-versa.

[0058] Deve ser entendido que esta divulgação não está limitada às etapas de processo particulares e aos materiais aqui divulgados, porque tais etapas e materiais do processo podem variar um pouco. Também deve ser entendido que a terminologia aqui utilizada é usada com a finalidade de descrever apenas exemplos específicos. Os termos não se destinam a ser limitativos porque o escopo da presente divulgação se destina a ser limitado apenas pelas reivindicações anexas e seus equivalentes.

[0059] É para ser notado que, tal como utilizado neste pedido e nas reivindicações anexas, as formas singulares "um", "uma" e "a/o" incluem referentes plurais, a menos que o contexto dite claramente o contrário.

[0060] Tal como aqui utilizado, uma pluralidade de itens, elementos estruturais, elementos de composição e/ou materiais podem ser apresentados em uma lista comum por conveniência. No entanto, essas listas devem ser interpretadas como se cada membro da lista fosse identificado individualmente como um membro separado e exclusivo. Assim, nenhum membro individual dessa lista deve ser interpretado como um equivalente de fato de qualquer outro membro da mesma lista, apenas com base em sua apresentação em um grupo comum, sem indícios em contrário.

[0061] Além disso, entende-se que qualquer referência a frases de transição de extremidade aberta, tais como "compreendendo" ou "incluindo" suporta diretamente o uso de outras frases de transição conhecidas, menos abertas, tais como "consistindo em" ou "consistindo essencialmente em" e vice-versa.

[0062] Concentrações, quantidades e outros dados numéricos podem ser expressos ou apresentados aqui em um formato de faixa. Deve ser entendido que esse formato de faixa é usado apenas por conveniência e brevidade e, portanto, deve ser interpretado de forma flexível para incluir não apenas os valores numéricos explicitamente recitados como os limites da faixa, mas também para incluir todos os valores numéricos individuais ou subfaixas abrangidas dentro dessa faixa como se cada valor numérico e subfaixa fosse explicitamente recitada. Como ilustração, uma escala numérica de "cerca de 1 a cerca de 5" deve ser interpretada para incluir não apenas os valores explicitamente recitados de cerca de 1 a cerca de 5, mas também incluem valores individuais e subfaixas dentro da faixa indicada. Assim, incluídos nesta faixa numérica são valores individuais como 2, 3 e 4 e subfaixa, como de 1-3, de 2-4 e de 3-5, etc. Além disso, uma faixa numérica com uma extremidade de "0" pode incluir uma subfaixa usando "0,1", como o ponto final inferior.

EXEMPLOS

[0063] O seguinte ilustra alguns exemplos das tintas divulgadas, artigos impressos e métodos que são atualmente conhecidos. No entanto, deve ser entendido que os seguintes são apenas exemplificativos ou ilustrativos da aplicação dos princípios da presente divulgação. Numerosas modificações e exemplos alternativos podem ser concebidos pelos versados na técnica sem se afastarem do escopo e do âmbito das presentes composições e métodos. Assim, enquanto as tintas e os métodos presentes foram descritos acima com particularidade, os exemplos a seguir fornecem detalhes adicionais em conexão com o que atualmente são consideradas as modalidades aceitáveis. Exemplo 1 - Preparação da Dispersão de Pigmento Branco

[0064] Uma dispersão de pigmento branco foi preparada por moagem de pó de pigmento TÍO2 (Ti-Pure® R960 disponível em DuPont) em pasta à base de água contendo cerca de 53% em peso do pigmento seco. O polimero ramificado não-iônico X de Disperbyk®-190 (disponível em BYK Chemie) foi utilizado para dispersar o pigmento a 1% em peso por peso de pigmento seco. A moagem foi realizada em um moinho de esferas MiniCer® (disponível de NETZSCH Premier Technologies, LLC, Exton, PA) utilizando esferas de moagem YTZ com 0,3 mm de diâmetro. O tamanho médio de particula do TÍO2 na dispersão moida foi de cerca de 260 nm, conforme determinado pelo analisador de tamanho de particula NANOTRACK® (Microtrack Corp., Montgomeryville, Pensilvânia). Exemplo 2 - Formulações de tinta

[0065] Foram preparadas duas formulações de tinta branca, uma com polimero aniônico de baixo peso molecular (tinta 1) e uma sem polimero aniônico de baixo peso molecular (Tinta de controle), como mostrado na Tabela 1 abaixo: Tabela 1

1 Disponível na Dow Chemical Company; 2Disponivel da DuPont; 3Disponivel de BYK Chemie; e 4Disponivel na BASF.

[0066] As tintas de controle e tinta 1 foram impressas a partir do cabeça de impressão HP 792 com a impressora HP OfficeJet®8000, disponível na Hewlett-Packard Company. Um dispositivo de fixação catiônico incluindo cerca de 2,5% em peso de uma formulação aquosa dissolvida de polímero catiônico Floquat® FL2350 (disponível a partir de SNF Inc.) contendo também ~20% em peso de 2-pirrolidona foi jorrado juntamente com as tintas brancas (semelhante à mostrada na Figura 1) de um cabeça de impressão separado (HP 940). Mais especificamente, um padrão de 9 formas retangulares foi impresso com cada combinação de tinta e fixador. A mídia impressa usada era vinil preto de sinalização (marca "Milano"). A densidade de cobertura de tinta nas impressões foi de cerca de 50 gsm para tintas brancas, enquanto a densidade de cobertura de fluido foi variada (da esquerda para a direita) de 0% em peso para 32% em peso (em incrementos crescentes de 4% em peso) com base na densidade de cobertura branca de gsm. Após a impressão, as amostras de mídia foram posicionadas verticalmente durante 5 minutos para permitir que o pigmento solto ou não fixo fluísse pela superfície de impressão. As impressões foram, então, secas manualmente e curadas por pistola a calor a uma temperatura de ~100-120°C durante 3 minutos. Os resultados do teste são mostrados nas Figuras 5 e 6. A Figura 5 é uma imagem dos retângulos impressos e fluxo de tinta associado de cada retângulo para a tinta de controle, e a Figura 6 é uma imagem dos retângulos impressos e fluxo de tinta associado de cada retângulo para tinta 1.

[0067] Como pode ser visto, aniônico de baixo peso molecular em relação ao fixador catiônico e a reatividade associada de tintas com pigmento TiO2 não ionicamente disperso não apresentou movimento vertical em toda a faixa de 8% em peso a 24% em peso de densidade de fluxo de fluido de fixador catiônico. Por outro lado, apenas uma janela estreita de 4% em peso a 8% em peso da densidade de fluxo de fluido do fixador catiônico não exibiu um movimento vertical para a tinta de controle. Em outras palavras, a tinta de controle sem o polimero aniônico de baixo peso molecular adicionado tinha uma reatividade do fluido de fixação mais fraca em comparação com a tinta 1. Como uma nota, Disperbyk®-190 é um dispersante não-iônico polimérico com pouca funcionalidade aniônica e, assim, o pigmento de TiO2 disperso pelo Disperbyk®-190 é imobilizado somente dentro de uma janela de relação fixador/tinta muito estreita, ou seja, 4% em peso para 8% em peso. Veja a Figura 5. Adicionando apenas 0,2% em peso, Joncryl® 680 fez com que a tinta fosse gelada dentro de uma faixa muito maior. Veja a Figura 6. Isto indica que a adição de uma quantidade bastante pequena de polimero aniônico solúvel de baixo peso molecular em comparação com a quantidade de pigmento branco disperso não-iônico pode melhorar drasticamente a sua robustez de fixação.

[0068] Existem várias razões, pelas quais essa melhoria proporciona vantagens nas artes do jato de tinta. As tintas brancas com alto teor de pigmento TiO2 não ionicamente disperso tendem a ter uma melhor confiabilidade ao jato do que as dispersas por dispersantes de polimeros aniônicos. Assim, o pigmento não ionicamente disperso pode reter esses benefícios, que são ainda mais pronunciados em pequenos cabeças de impressão de volume pequenas gotas, por exemplo, cabeças de impressão a jato de tinta térmicas. Ao mesmo tempo, com apenas uma pequena quantidade de polimero aniônico de baixo peso molecular, as propriedades de fixação e a qualidade de impressão podem ser melhoradas de forma bastante significativa.

[0069] Embora a descrição tenha sido descrita com referência a certas modalidades, os versados na técnica apreciarão que várias modificações, mudanças, omissões e substituições podem ser feitas sem se afastar do escopo da divulgação. Pretende-se, portanto, que a presente divulgação seja limitada apenas pelo escopo das seguintes reivindicações.

Claims

1. Tinta branca, CARACTERIZADA por compreender: um veiculo de tinta aquosa; de 5% em peso a 50% em peso de um pigmento de óxido de metal branco tendo um tamanho médio de particulas de 100 nm a 2000 nm e sendo disperso por um dispersante nâo-iônico ou dispersante predominantemente não-iônico tendo um número de ácido não superior a 100 mg de KOH/g com base no peso do polimero seco; de 0,02% em peso a 2% em peso de um polimero aniônico de baixo peso molecular tendo um peso molecular ponderai médio de 3000 Mw a 50000 Mw e um número de ácido superior a 100 mg de KOH/g com base no peso de polimero seco; e de 2% em peso a 30% em peso de particulas de látex tendo uma temperatura de transição vitrea de 0°C a 130°C.

2. Tinta branca, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o pigmento de óxido de metal branco inclui particulas de dióxido de titânio, particulas de óxido de zinco, particulas de óxido de zircônio ou suas combinações.

3. Tinta branca, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o pigmento de óxido de metal branco tem um tamanho médio de particulas de 150 nm a 500 nm.

4. Tinta branca, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o polimero aniônico de baixo peso molecular está presente de 0,05% em peso a 0,9% em peso.

5. Tinta branca, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o polimero aniônico de baixo peso molecular tem um peso molecular ponderai médio de 4000

6. Tinta branca, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o pigmento de óxido de metal branco e as particulas de látex estão presentes na tinta branca em uma razão em peso de 6:1 a 1:3.

7. Tinta branca, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que as particulas de látex têm uma temperatura de transição vitrea de 40°C a 130°C.

8. Tinta branca, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o dispersante não-iônico tem um indice de ácido de 30 mg de KOH/g ou inferior com base no peso de polimero seco.

9. Tinta branca, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o dispersante não-iônico ou dispersante predominantemente não-iônico é um agente dispersante de alcoxissilano hidrofilico, um agente de acoplamento de silano hidrolisável com cadeias de poliéter de faixa de oligômeros ou um co-polimero ramificado de baixa a média faixa de estrutura de tipo pente com cadeias pingentes de poliéter e grupos de âncora ácidos anexados à sua estrutura.

10. Tinta branca, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a tinta branca é uma tinta de jato de tinta térmica.

11. Método para preparar uma tinta branca, CARACTERIZADO por compreender: moer um pigmento de óxido de metal branco em um veiculo à base de água com um agente dispersante não-iônico ou agente dispersante predominantemente não-iônico para formar uma dispersão de pigmento de óxido de metal branco, em que o dispersante não-iônico ou dispersante predominantemente não- iônico é definido por ter um número de ácido não superior a 100 mg de KOH/g com base no peso de polimero seco; e misturar com a dispersão de pigmento de óxido de metal branco: água, co-solvente orgânico, polimero aniônico de baixo peso molecular tendo um peso molecular médio em peso de 3000 Mw a 50000 Mw e um número de ácido superior a 100 mg de KOH/g com base no peso de polimero seco, e particulas de látex, para formar uma tinta branca.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a tinta branca compreende: de 5% em peso a 50% em peso do pigmento de óxido de metal branco tendo um tamanho médio de particulas de 100 nm a 2000 nm; de 0,02% em peso a 2% em peso do polimero aniônico de baixo peso molecular; e de 2% em peso a 30% em peso de particulas de látex tendo uma temperatura de transição vitrea de 0°C a 130°C.

13. Tinta de jato de tinta térmica branca, CARACTERIZADA por compreender: um veiculo de tinta aquosa a jato; de 10% em peso a 35% em peso de um pigmento de TÍO2 tendo um tamanho médio de particulas de 150 nm a 500 nm, em que o pigmento de TÍO2 é disperso com um dispersante não- iônico ou um dispersante predominantemente não-iônico tendo um número de ácido não superior a 30 mg de KOH/G com base no peso de polimero seco; e de 0,02% em peso a 2% em peso de um polimero aniônico de baixo peso molecular tendo um peso molecular médio em peso de 3000 Mw a 50000 Mw e um número de ácido superior a Mb 150 mg de KOH/g com base no peso de polimero seco.

14. Tinta de jato de tinta térmica branca, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADA por compreender ainda de 2% em peso a 30% em peso de particulas de látex tendo uma temperatura de transição em vidro de 0°C a 130°C.

15. Tinta de jato de tinta térmica branca, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADA pelo fato de que o polimero aniônico de baixo peso molecular está presente de 0,05% em peso a 0,9% em peso e tem um peso molecular ponderai médio de 4000 Mw a 10000 Mw.