BRPI0412685B1

BRPI0412685B1 - tinta para jato de tinta, método para produzir um pigmento de superfície modificada e método para imprimir usando uma impressora de jato de tinta

Info

Publication number: BRPI0412685B1
Application number: BRPI0412685A
Authority: BR
Inventors: Charles Edward Akers; Jing X Sun; Phillip Wayne Sisk; Sandra Helton Mccain
Original assignee: Funai Electric Co; Lexmark Int Inc
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2016-08-09
Also published as: TW200521194A; WO2005010105A2; BRPI0412685A; US20050014864A1; WO2005010105A3; EP1651729A4; US7001936B2; EP1651729A2; TWI363786B

Abstract

"tinta pigmentada para jato de tinta". a presente invenção provê tintas pigmentadas compreendendo um pigmento autodispersante e um composto contendo amino. a adição de um composto contendo amino ao pigmento autodispersante pode melhorar a confiabilidade e o desempenho da tinta em um cabeçote de impressão a jato de tinta. a presente invenção provê também métodos para produzir um pigmento de superfície modificada compreendendo associar um pigmento autodispersante com um composto contendo amino apresentando não mais do que um grupo amino primário ou um grupo amino secundário.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "TINTA PARA JATO DE TINTA, MÉTODO PARA PRODUZIR UM PIGMENTO DE SUPERFÍCIE MODIFICADA E MÉTODO PARA IMPRIMIR USANDO UMA IMPRESSORA DE JATO DE TINTA".

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção, de modo geral, refere-se ao campo das tintas. Mais especificamente, a invenção é dirigida para pigmentos com superfície modificada e a processos para preparar pigmentos com superfície modificada para uso em formulações de tinta, particularmente impressão a jato de tinta, ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] A impressão por jato de tinta é realizada ejetando tinta de um bocal em direção a papel ou a um outro meio de impressão. A tinta é conduzida do bocal em direção ao meio de várias maneiras. Por e-xemplo, em impressão eletrostática, a tinta é conduzida por um campo eletrostático, Um outro procedimento de impressão por jato de tinta, conhecido como tubo de passagem por compressão ("squeeze tube”) emprega um elemento piezoelétrico no bocal da tinta, Distorções do elemento piezoelétrico causadas por eletricidade bombeiam a tinta a-través do bocal e para o meio de impressão. Em ainda um outro procedimento de impressão com jato de tinta, conhecido como impressão térmica ou jato de tinta com bolha, a tinta é conduzida do bocal para o meio de impressão pela formação de uma bolha em expansão em fase vapor no bocal. Estes vários processos de impressão estão descritos em "Output Hard Copy Devices," editado por Durbeck e Sherr, Acade-mic Press, 1988 (vide particularmente o capítulo 13, intitulado ”lnk Jet Printing" - Impressão a Jato de Tinta).

[003] A composição de uma tinta para jato de tinta é tradicionalmente composta de água deionizada, um solvente orgânico hidrosso-lúvel e um corante. O corante pode ser um corante solúvel ou um pig- mento insolúvel. Tintas à base de pigmentos podem ter algumas desvantagens em comparação com tintas à base de corantes. Por exemplo, devido ã insolubilidade de pigmentos em água, dispersantes e/ou tensoativos polimérícos são tipicamente adicionados para aperfeiçoar a dispersibilídade do pigmento, A adição de um dispersante polimérico pode aumentar a viscosidade de uma tinta, e uma tinta viscosa pode ser mais difícil de jatear em uma cabeça de impressão.

[004] Para potencialmente evitar o uso de ou reduzir a proporção de dispersantes poliméricos usados em composições de tinta pigmen-tadas, os pigmentos podem ser modificados por oxidação direta para gerar grupos carboxila (COOH) na superfície do pigmento, o que pode tomar o pigmento autodispersante em composições aquosas. Esses pigmentos apresentam estabilidade eletrostática aumentada. No entanto, a estabilidade eletrostática pode ser sensível a outras características da composição de tinta. Em particular, a estabilidade eletrostática pode ser muito sensível ao pH e à concentração em eletrólito. Por conseguinte, pigmentos autodispersantes podem ter tendência a coa-gulação especialmente no interior de um bocal de um sistema de impressão por jato de tinta. Além disso, esses pigmentos autodispersantes podem não ser facilmente solúveis nos outros componentes de uma composição de tinta, tais como umectantes e ligantes.

[005] Deste modo, há uma necessidade de tintas contendo pigmentos autodispersantes com estabilidade e solubilídade acentuadas na composição de tinta.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[006] A presente invenção refere-se a uma tinta que compreende um pigmento de superfície modificada que compreende um pigmento autodispersante e um composto contendo um grupo amino com estabilidade e compatibilidade acentuadas na composição de tinta. A invenção também diz respeito a um processo para produzir um pigmento com superfície modificada com estabilidade acentuada em uma composição de tinta. Conforme a invenção, um pigmento autodispersante é misturado com um composto orgânico contendo um grupo amino para associar o pigmento autodispersante e o composto contendo o grupo amino.

[007] Uma vantagem da invenção é que o pigmento com superfície modificada apresenta estabilidade tanto eletrostática quanto estéri-ca. A estabilidade eletrostática e estérica pode ser mantida para níveis variados de pH e de concentrações de eletrólito. Uma outra vantagem é que o pigmento com superfície modificada resiste à coagulação enquanto os componentes aquosos da tinta evaporam durante a aplicação de calor no interior da cabeça de impressão do jato de tinta.

[008] Uma outra vantagem da invenção é o aumento no tempo em espera ("idle time") apresentado por formulações de tinta representativas, preparadas a partir de um pigmento com superfície modificada. Embora não se esteja ligado a nenhuma teoria em particular, acredita-se que as propriedades da composição de tinta em uma cabeça de impressão modificam à medida que a água evapora da tinta adjacente aos bocais da cabeça de impressão. Formulações de tinta usadas em impressora jato de tinta são uma mistura de água, pigmento autodispersante e componentes orgânicos como umectantes, ligantes, penetrantes, solvente orgânico e similares. À medida que a água evapora da tinta, a porcentagem de componentes orgânicos na formulação aumenta de modo que a tinta se torna menos hidrofílica. À medida que a tinta se torna menos hidrofílica, o pigmento autodispersante, que é fortemente hidrofílico, é puxado de volta para dentro da fase aquosa. Tempo de espera é usado para medir a confiabilidade a curto prazo da tinta. "Tempo em espera" significa o tempo entre descargas do bocal imediatamente antes que a cabeça de impressão produza gotículas de tinta atrasadas ou mal dirigidas. Historicamente, pigmentos autodis- persantes, como negro-de-fumo autodispersante, apresentam baixos tempos de espera em impressoras jato de tinta. Os pigmentos com superfície modificada da presente invenção podem aperfeiçoar o tempo de espera de uma formulação de tinta já que o pigmento com superfície modificada permanece substancial mente disperso nos componentes orgânicos bem como nos componentes aquosos da formulação de tinta.

[009] De modo análogo, desempenho aperfeiçoado da tinta é observado em testes "Million Fires". O teste "Million Fires" também é u-sado para medir a confiabilidade de curto prazo da tinta. "Millíon Fires" significa o número de "million fires’ que bocais alternantes podem ser jateados repetidamente antes que a cabeça de impressão produza go-tículas de tinta atrasadas ou mal dirigidas. Estas gotículas atrasadas ou mal dirigidas podem ser ou dos bocais descarregados ou de bocais que foram deixados em espera entre os bocais alternantes descarregados quando aqueles bocais são jateados.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0010] Tintas pigmentadas contendo pigmentos autodispersantes podem ter tendência á coagulação, o que resulta em falha do bocal. Como resultado, um dos problemas potencial mente associados ao uso de tintas contendo pigmentos autodispersantes é manutenção fraca na impressão, especial mente a manutenção do tempo de espera da tinta {inkfs idling maintenance).

[0011] Foi descoberto que a adição de compostos contendo grupos amino a tintas contendo um pigmento autodispersante pode aperfeiçoar a confiabilidade e desempenho da tinta em uma cabeça de impressão de jato de tinta.

[0012] Sob um aspecto, a composição de tinta da presente invenção compreende: um pigmento autodispersante, um composto contendo grupo amino compreendendo não mais do que um grupo amino primário ou um grupo amino secundário, e um veículo aquoso.

[0013] Sob um outro aspecto, a composição de tinta da presente invenção compreende: um pigmento autodispersante associado com um composto contendo grupo amino onde o composto contendo um grupo amino forma uma camada estabilizadora, e um veículo aquoso.

[0014] Sob um outro aspecto, a presente invenção provê um processo para preparar um pigmento com superfície modificada compreendendo as etapas de: associar um pigmento autodispersante com um composto contendo grupo amino tendo não mais do que um grupo a-mino primário ou um grupo amino secundário.

[0015] Tal como usado no presente relatório, o termo "associado" refere-se a uma interação não covalente entre os grupos funcionais superficiais de um pigmento autodispersante e um composto contendo um grupo amino. As interações não covalentes incluem, sem estar limitadas a, interações do tipo Van der Waals, interações eletrostáticas, interações ácido-base, ligação iônica, ligação hidrogênio e/ou absorção física.

[0016] O composto contendo grupo amino é um composto orgânico não iônico compreendendo pelo menos um grupo amino. Além disso, o composto contendo um grupo amino deve ser solúvel em água e/ou solúvel em solventes orgânicos hidrossolúveis tais como, sem estar limitado a, solventes orgânicos que funcionam como umectante. Embora não queira estar ligado a nenhuma teoria em particular, acre-dita-se que o grupo amino do composto contendo grupo amino se associa com os grupos ácido superficiais dos pigmentos autodispersan-tes para prover uma camada pseudoestérica sobre uma parte da superfície do pigmento, proporcionando deste modo estabilidade adicional em adição à estabilidade eletrostática do pigmento. Em uma modalidade, a associação de um pigmento autodispersante com o composto contendo grupo amino forma um pigmento com superfície modificada. A estabilidade estérica adicional do pigmento com superfície modificada em relação ao pigmento autodispersante precursor pode prover a tinta com manutenção de tempo de espera muito aperfeiçoada, especialmente com aditivos ligantes. O composto específico contendo grupo amino utilizado pode depender do tipo de grupo superficial sobre o pigmento autodispersante e sua acidez. Outros fatores podem igualmente determinar qual composto específico contendo grupo amino é usado.

[0017] O grupo amino do composto contendo grupo amino pode ser primário, secundário ou terciário desde que o grupo amino seja capaz de interagir com os grupos superficiais do pigmento autodispersante. Adicionalmente, o composto contendo grupo amino compreende não mais do que um grupo amino primário ou um grupo amino secundário. Em uma modalidade, o composto contendo grupo amino compreende um grupo amino primário e pelo menos um grupo amino terciário. Em uma outra modalidade, o composto contendo grupo amino compreende um composto tendo peso molecular inferior a cerca de 600. Em uma outra modalidade, o composto contendo grupo amino compreende um composto tendo peso molecular inferior a cerca de 400. Em uma outra modalidade, o composto contendo grupo amino compreende um composto tendo peso molecular inferior a cerca de 200. Em uma outra modalidade, o composto contendo grupo amino compreende adicionalmente um anel contendo de 5 a 8 átomos, de preferência 5 a 6 átomos. O anel pode ser saturado, parcialmente saturado, ou aromático. O grupo amino pode ser ou pode não ser parte do anel contendo 5 a 8 átomos. Em outra modalidade, o composto contendo grupo amino compreende um grupo amino secundário onde o grupo amino secundário é parte de um anel contendo de 5 a 8 átomos.

[0018] Exemplos de compostos contendo grupo amino incluem, sem estar limitados a, amino-Ci-C6-alquilmorfolinas, morfolina, tetrahi-drofurfurilaminas, amino-Ci-C6-alquilpiperidinas, e amino-C-i-C6-alquilpirrolidinas.

[0019] Em modalidades onde o pigmento autodispersante compreende grupos carboxilato, a proporção de composto contendo grupo amino é limitada pelo número de ácido do pigmento autodispersante de modo que uma proporção maior de composto contendo grupo amino pode potencialmente ser adicionada a pigmentos autodispersantes com números de ácido mais elevados. Em uma modalidade, a proporção de composto contendo grupo amino na composição de tinta está na faixa de cerca de 0,01 até cerca de 10% em peso. Em outra modalidade, em que o número de ácido de um pigmento autodispersante de negro-de-fumo está na faixa de cerca de 0,5 a cerca de 1,5 miliequiva-lentes de COOH/grama de negro-de-fumo, a proporção de composto contendo grupo amino na composição de tinta está na faixa desde cerca de 0,05 até cerca de 0,75% em peso.

[0020] Os pigmentos autodispersantes usados nas composições de tinta da presente invenção compreendem um pigmento que foi submetido a tratamento de superfície para ligar pelo menos um grupo funcional selecionado dentre o grupo que consiste em grupos carboni-la, carboxila, e hidroxila ou um sal dos mesmos sobre a superfície dos mesmos, permitindo que o pigmento seja disperso e/ou dissolvido em água sem a ajuda de qualquer dispersante.

[0021] Em uma modalidade, um pigmento autodispersante compreendendo um negro-de-fumo autodispersante pode ser obtido por um tratamento de oxidação por via úmida de negro-de-fumo usando um ácido hipohaloso e/ou sal do mesmo, conforme os métodos descritos nas patentes US 2.439.442 e US 3.347.632. O negro-de-fumo usado como matéria prima para o negro-de-fumo autodispersante é via de regra um pó de carbono obtido por decomposição térmica ou combus- tão incompleta de um gás natural e hidrocarboneto líquido (óleo pesado, alcatrão ou similar). O tipo de negro-de-fumo usado como material de partida não é particularmente limitado contanto que o negro-de-fumo possa ser usado para preparar um negro-de-fumo autodispersan-te.

[0022] Um exemplo de um negro-de-fumo que pode ser usado como material de partida para preparar um negro-de-fumo autodisper-sante é o Monarch® 880 e similares, fabricado pela Cabot Corp. de Billerica, Mass.

[0023] Esse negro-de-fumo pode ser oxidado a úmido em água usando um ácido hipohaloso e/ou o sal do mesmo para produzir um negro-de-fumo autodispersante tendo grupos funcionais carboxilato na superfície. Exemplos específicos de um ácido hipohaloso e/ou sal do mesmo incluem hipoclorito de sódio e hipoclorito de potássio, e hipo-clorito de sódio é preferível do ponto de vista da reatividade. Em uma modalidade, um negro-de-fumo autodispersante em uma composição de tinta da presente invenção tem um número de ácido na faixa desde cerca de 0,5 até cerca de 1,5 miliequivalentes de COOH/grama de ne-gro-de-fumo. Negros de fumo autodispersantes tendo números de ácido fora desta faixa também podem ser usados.

[0024] A composição de tinta da presente invenção pode compreender igualmente pigmentos convencionais (isto é, pigmentos não autodispersantes). Essencialmente não há limitação para pigmentos adicionais convencionais que podem ser empregados nas composições de tinta da presente invenção. Os pigmentos adicionais podem ser negros, azuis esverdeados, vermelhos-púrpura, amarelos, vermelhos, marrons e misturas dos mesmos. Exemplos típicos de pigmentos adicionais que podem ser usados na presente invenção incluem lacas de corantes, pigmentos azo incluindo pigmentos azo condensados, e pigmentos azo quelados; pigmentos policíclicos, como pigmentos fta- locianina, pigmentos antraquinona, pigmentos quinacridona, pigmentos dioxazina, pigmentos tioindigo, pigmentos isoindolinona e pigmentos quinoftalona. Outros pigmentos incluem pigmentos nitro, pigmentos nitroso e pigmentos fluorescentes à luz do dia bem como dióxido de titânio, óxido de ferro, negro de-anilina e negro-de-fumo. Os pigmentos preferidos para uso nas composições de tinta são negros de fumo. E-xemplos de pigmentos adequados de negro-de-fumo incluem, sem estar limitados a, negro de canal, negro-de-fornalha, negro-de-lâmpada, e similares. Quando pigmentos adicionais são incluídos na composição de tinta, os pigmentos são opcionalmente dispersos com um dis-persante.

[0025] Um exemplo específico de um negro-de-fumo que pode ser adicionado à composição de tinta é Monarch® 880 e similares, fabricado pela Cabot Corp. de Billerica, Mass.

[0026] A composição de tinta da presente invenção pode igualmente compreender um dispersante, especialmente se a composição de tinta inclui um outro pigmento que não seja um pigmento autodis-persante. Os dispersantes úteis nesta invenção são geralmente não limitados e incluem quaisquer daqueles capazes de dispersar pigmentos. Os dispersantes tipicamente compreendem segmentos poliméri-cos hidrofóbicos e hidrofílicos. O segmento hidrofóbico tende a interagir com a partícula de pigmento nas composições de tinta e o segmento hidrofílico tende a ser solvatado pelo meio aquoso de modo a dispersar o pigmento.

[0027] Exemplos ilustrativos dos dispersantes que podem ser empregados nas composições de tinta da invenção incluem copolímeros em bloco do tipo AB, BAB e ABC conhecidos na técnica. Copolímeros em bloco AB e BAB incluem aqueles, por exemplo, que compreendem segmentos hidrofóbicos e hidrofílicos derivados de monômeros acrílicos. Outro exemplo ilustrativo de dispersantes inclui polímeros estatís- ticos.

[0028] Uma classe preferida de dispersantes que pode ser empregada na presente invenção inclui copolímeros em bloco e/ou de enxerto ou terpolímeros compreendendo um segmento polimérico hidrofílico, e um ou dois segmento(s) polimérico(s) hidrofóbico(s) com substituinte siloxila hidroliticamente estável ou uma cadeia lateral hidrofóbica ami-da. Um subgrupo particularmente preferido destes dispersantes são terpolímeros de enxerto que compreendem um segmento polimérico hidrofílico (particularmente um copolímero ou terpolímero de ácido a-crílico ou metacrílico) junto com um segmento polimérico hidrofóbico derivado de um poliorgano siloxano como descrito nas patentes US 5.719.204 e US 5.714.538.

[0029] Em uma modalidade, o dispersante polimérico compreende um segmento polimérico hidrofílico e um segmento polimérico hidrofóbico, com um peso molecular numérico médio desde cerca de 400 até cerca de 8.000, preparado a partir de membros selecionados do grupo que consiste em macrômeros tensoativos reativos, macrômeros colói-des protetores, e monômeros hidrofóbicos que não contêm siloxila. Em uma modalidade preferida, o segmento polimérico hidrofílico do copolímero compreende um polímero acrilato ou metacrilato e o segmento polimérico hidrofóbico do copolímero compreende um macrômero poli-dialquilsiloxano terminado em acriloíla ou metacriloíla. Em uma outra modalidade preferida, o segmento hidrofóbico do copolímero compreende acrilato de estearila, metacrilato de estearila, acrilato de laurila, metacrilato de laurila, acrilato de nonilfenol, metacrilato de nonilfenol, metacrilato de nonilfenóxi poli(etilenóxi)n, onde n é desde 1 até cerca de 40; acrilato de nonilfenóxi poli(etilenóxi)nonde n é desde 1 até cerca de 40; metacrilato de metoxipoli (etilenóxi)n, onde n é desde 5 até cerca de 40; acrilato de metiloxipoli (etilenóxi)n, onde n é desde 5 até cerca de 40; metacrilato de esteariloxipoli (etilenóxi)n, onde n é desde 1 até cerca de 20; acrilato de esteariloxipoli (etilenóxi)n, onde n é desde 1 até cerca de 20; metacrilato de alquila em Ci-Ci8 fluorado; acrilato de alquila em Ci-Ci8 fluorado; metacrilato do éter metílico de glicol poli-propilênico; acrilato do éter metílico de glicol polipropilênico; metacrilato do éter 4-nonil fenol de glicol polipropilênico; acrilato do éter 4-nonil fenol de glicol polipropilênico; óxido de polietileno terminado com me-tacrilóxi-trimetilsilóxi; óxido de polietileno terminado com acrilóxi trimetil silóxi; éter fenílico de 2,4,6-tris-(1-fenil etil) glicol polietilênico (SIPO-MER/SEM 25® ); ou misturas dos mesmos.

[0030] A composição de tinta da presente invenção pode igualmente compreender um ligante. O ligante incluído nas composições de tinta da presente invenção é geralmente não limitado desde que o ligante tenha a capacidade de formar um filme. Tipicamente o ligante compreende uma emulsão de resina acrílica, resina metacrílica, resina estirênica, resina de uretana, resina acrilamida, resina epóxi, ou uma mistura dessas resinas. A resina não é limitada por processos de co-polimerização e pode ser, por exemplo, um copolímero em bloco, um copolímero estatístico ou similar.

[0031] Em uma modalidade, o ligante compreende um polímero de látex compreendendo as unidades monoméricas metacrilato de metila, acrilato de butila, e ácido metacrílico. Em outra modalidade, o ligante compreende um polímero de látex compreendendo as unidades monoméricas metacrilato de metila, acrilato de butila, metacrilato de 2-hidroxietila, e ácido metacrílico. Em outra modalidade, o ligante compreende um polímero de látex compreendendo as unidades monoméricas metacrilato de metila, acrilato de butila, N-hidroximetil metacrila-mida, e ácido metacrílico. Em uma outra modalidade, o ligante tem peso molecular entre 150.000 e 300.000.

[0032] A proporção de ligante usado nas tintas da presente invenção é limitada pela compatibilidade do ligante com os outros compo- nentes da composição de tinta e sua capacidade de reduzir borrões da tinta. Em uma modalidade, a proporção de ligante incluída na composição de tinta pode estar na faixa de cerca de 0,1 a cerca de 10% em peso. Em uma outra modalidade, a proporção de ligante na composição de tinta está na faixa entre 1 até 5% em peso.

[0033] A composição de tinta pode adicionalmente compreender um umectante. Umectantes que podem ser empregados nesta invenção em geral não são limitados e são conhecidos na técnica. Exemplos ilustrativos incluem glicóis alquilênicos, polióis, dióis, tioéteres com terminação bis-hidróxi, e lactamas. Dois ou mais umectantes podem ser usados juntos em uma formulação de tinta.

[0034] Os glicóis alquilênicos úteis como umectantes têm em geral peso molecular de cerca de 50 até cerca de 4.000. Um glicol polialqui-lênico adequado é o glicol polipropilênico. Polióis úteis como umectantes em geral contêm pelo menos 2 grupos hidroxila ou derivados de alquil éter dos mesmos. Tal como usado no presente relatório, "lactamas" pretende incluir compostos de amida cíclica tais como amidas cíclicas, amidas cíclicas substituídas e derivados de amidas cíclicas. Uma lactama adequada é 2-pirrolidona.

[0035] A proporção de umectante na composição de tinta pode estar na faixa desde cerca de 0,1 até cerca de 40% em peso. Em uma modalidade, a proporção de umectante está na faixa desde cerca de 0,5 até cerca de 30% em peso. Em outra modalidade, a proporção de umectante está na faixa desde cerca de 1 até cerca de 20% em peso.

[0036] A composição de tinta pode adicionalmente compreender um penetrante. Penetrantes que podem ser empregados nesta invenção em geral não são limitados e incluem hidrocarbonetos com substituição hidroxila como 1,2-alquil dióis como 1,2-pentanodiol, 1,2-hexanodiol e misturas dos mesmos. Uma descrição mais detalhada destes penetrantes pode ser encontrada na patente US 5.364.461. Um penetrante adequado é o 1,2-hexanodiol.

[0037] A proporção de penetrante na composição de tinta pode estar na faixa desde cerca de 0,01 até cerca de 20% em peso. Em uma modalidade, a proporção de penetrante está na faixa desde 0,1 até 10% em peso. Em outra modalidade, a proporção de penetrante está na faixa desde 0,5 até cerca de 5% em peso.

[0038] O veículo aquoso usado nas composições de tinta compreende água. O veículo aquoso pode adicionalmente compreender um segundo solvente como um solvente orgânico que é miscível com á-gua. A seleção de um solvente miscível em água adequado depende dos requisitos da tinta aquosa específica sendo formulada, tais como a tensão superficial e viscosidade desejadas, o corante sendo usado, o tempo de secagem requerido para a tinta, e o tipo de papel sobre o qual a tinta será impressa. Exemplos representativos de solventes orgânicos hidrossolúveis que podem ser selecionados incluem (1) álco-ois, como álcool metílico, álcool etílico, álcool n-propílico, álcool iso-propílico, álcool n-butílico, álcool sec-butílico, álcool t-butílico, álcool isobutílico, álcool furfurílico, e álcool tetrahidrofurfurílico; (2) cetonas ou ceto álcoois, tais como acetona, metil etil cetona, e diacetona álcool; (3) éteres, tais como tetrahidrofurano e dioxano; (4) ésteres, tais como acetato de etila, lactato de etila, carbonato de etileno e carbonato de propileno: (5) álcoois polhiídricos, tais como glicol etilênico, glicol dieti-lênico, glicerol, 2-metil-2,4-pentanodiol, 1,2,6-hexanotriol e tiodiglicol; (6) mono ou diéteres de alquila inferior derivados de glicóis alquilêni-cos, tais como éter monometila (ou monoetila) de glicol etilênico, éter monometila (ou monoetila) de glicol dietilênico, éter monometila (ou monoetila) de glicol propilênico; éter monometila (ou monoetila) de glicol trietilênico e éter dimetila (ou dietila) de glicol dietilênico; (7) compostos cíclicos nitrogenados, tais como pirrolidona, N-metil-2- pirrolidona, e 1,3-dimetil-2-imadazolidinona; e (8) compostos sulfura-dos, tais como dimetil sulfóxido e tetrametileno sulfona. Outros solventes úteis incluem lactonas e lactamas.

[0039] Quando o veículo aquoso compreende uma mistura miscí-vel de água e um solvente orgânico, a mistura usualmente compreende mais do que cerca de 25% em peso de água até cerca de 99,9% em peso de água em relação ao peso total da mistura. A porcentagem em peso preferida de água empregada é de cerca de 50% até cerca de 99,9% em relação ao peso total da mistura.

[0040] Outros aditivos, tais como biocidas, modificadores de viscosidade, agentes "anti-kogation", agentes anti-ondulação, agentes que-lantes, agentes anti-purga ("anti-bleed"), tensoativos, e tampões podem ser adicionados à composição de tinta nos níveis estabelecidos na sua técnica.

[0041] Os biocidas que podem ser empregados são conhecidos e disponíveis comercialmente. Eles impedem o crescimento de micror-ganismos na tinta. Exemplos de biocidas adequados para uso nesta invenção incluem aqueles, por exemplo, que compreendem benzisoti-azolin-ona, metil-isotiazolin-ona e cloro metil isotiazolin-ona. Um bioci-da preferido inclui, sem estar limitado a, Proxel.® GXL (disponível da Avecia).

[0042] O pH das composições de tinta da presente invenção está tipicamente entre 5 e 9. O pH apropriado para a composição de tinta pode ser obtido pela adição seja de uma base ou de um ácido, como seja necessário. Ácidos e bases apropriados são bem conhecidos na técnica.

[0043] A composição de tinta da presente invenção pode ser preparada por qualquer processo conhecido na técnica para preparar essas composições. Quando usada em várias cabeças de impressão de jato de tinta, a composição de tinta em geral tem viscosidade inferior a 10cps, de preferência menos do que 5 cps, a 25Τλ [0044] A aplicação das tintas para jato de tinta desta invenção sobre um substrato de impressão pode ser feita por qualquer processo de impressão adequado compatível com as tintas base água, tais como impressão flexográfica, plotters de pena, impressão jato de tinta de fluxo contínuo, impressão jato de tinta do tipo "drop-on-demand" (incluindo processos jato de tinta piezoelétricos, acústicos, e térmicos), ou similares. As composições de tinta para jato de tinta desta invenção são extremamente úteis no processo de impressão de jato de tinta térmico. O substrato de impressão empregado pode ser qualquer substrato de impressão compatível com tintas base água, incluindo papéis comuns, tais como papel "bond", papéis revestidos (ou papéis especiais para jato de tinta), tais como aqueles disponíveis da Hewlett Packard, Kodak, llford, Canon, e Xerox Corporation; têxteis; papéis especiais para jato de tinta, incluindo papéis revestidos com sílica e papéis fotorrealísticos para jato de tinta; papéis fotográficos; e materiais com transparência para jato de tinta adequados para tintas aquo-sas ou processos de impressão com jato de tinta.

[0045] Os exemplos seguintes são descrições detalhadas de processos de preparação e uso das tintas e do sistema de tinta da presente invenção. As descrições detalhadas estão inseridas no escopo de, e servem para exemplificar, a descrição mais geral apresentada acima. Estes exemplos são apresentados somente com propósitos de ilustração, e não pretendem ser uma restrição do escopo da invenção.

EXEMPLOS

[0046] As formulações de tinta da presente invenção nos E-xemplos 1-6 e no Exemplo de Controle A foram preparadas conforme o seguinte Procedimento A com os ingredientes listados na Tabela 1. TABELA 1 Ingredientes da Formulação de Tinta.

Procedimento A

[0047] A formulação de tinta foi preparada misturando inicialmente água deionizada, glicol polietilênico (PM 400), 2-pirrolídona, 1,2 hexa-nodiol, hexilcarbitol e Acryjet® 3666 (ligante ac ri lato de buti-la/metacrilato de metila/1,3% ácido acrílico) e agitando a mistura durante aproximadamente 10 minutos.

[0048] Um concentrado contendo água deionizada, pigmento ne-gro-de-fumo, e um dispersante terpolímero acrílico foi preparado e adicionado à primeira mistura sob agitação. O pigmento negro-de-fumo era o Monarch® M880 disponível da Cabot Corp. O terpolímero acrílico foi preparado polimerizando ácido rmetacrílico, metacrilato de estea-rila e dimetil siloxano de acordo com a patente US 5.714.538.

[0049] O componente final da tinta era um negro-de-fumo autodis-persante misturado com um composto contendo grupo amino. O negro-de-fumo autodispersante era um negro-de-fumo oxidado preparado pela reação do negro-de-fumo com hipoclorito de sódio (0,4 a 5,25 partes de hipoclorito por parte de negro-de-fumo em peso) em um meio aquoso como descrito na patente US 3.347.632. A matéria prima para preparar o negro-de-fumo autodispersante foi Monarch® 880 da Cabot Corp. A mistura do negro-de-fumo autodispersante e o composto contendo grupo amino foi adicionada à formulação de tinta e misturada durante 20 minutos. A tinta foi filtrada através de uma série de filtros com o filtro final sendo de 1,2 mícrons.

Exemplo 1 [0050] Uma composição de tinta foi preparada conforme o Procedimento A com 0,50% de um composto contendo grupo amino compreendendo 4-(2-ami noeti I )morfoli na.

Exemplo 2 [0051] Uma composição de tinta foi preparada conforme o Procedimento A com 0,50% de um composto contendo grupo amino compreendendo tetrahidrofurfuril amina.

Exemplo 3 [0052] Uma composição de tinta foi preparada conforme o Procedimento A com 0,50% de um composto contendo grupo amino compreendendo morfolina.

Exemplo 4 [0053] Uma composição de tinta foi preparada conforme o Procedimento A com 0,25% de um composto contendo grupo amino compreendendo 4-(2-ami noeti I )morfoli na.

Exemplo 5 [0054] Uma composição de tinta foi preparada conforme o Procedimento A com 0,25% de um composto contendo grupo amino compreendendo tetrahidrofurfuril amina.

Exemplo 6 [0055] Uma composição de tinta foi preparada conforme o Procedimento A com 0,25% de um composto contendo grupo amino compreendendo morfolina.

Exemplo de Controle A

[0056] Foi preparada uma composição de tinta conforme o Procedimento A exceto que nenhum composto contendo grupo amino foi adicionado.

[0057] As tintas dos Exemplos 1-6 e do Exemplo de Controle A foram testadas quanto a seu desempenho de tempo de espera com uma cabeça de impressão tendo 208 bocais e massa de gota de 30 ng. Um resumo dos dados coletados está apresentado na Tabela 2. TABELA 2 Dados de manutenção [0058] Os dados apresentados na Tabela 2 demonstram que a a- díção de um composto contendo um grupo amino a um pigmento au-todispersante como um negro-de-fumo autodispersante pode aperfeiçoar a manutenção de espera ("ídling maintenance"} da tinta em relação ao Exemplo de Controle A. Por exemplo, o tempo de espera ("idle time") para as formulações de tinta nos Exemplos 1 e 4 é quase dobrado em relação ao Exemplo de Controle A.

[0059] As formulações de tinta dos Exemplos 7-8 foram prepara- das conforme o Procedimento B com os ingredientes listados na Tabela 3. TABELA 3 Ingredientes da Formulação de Tinta Procedimento B

[0060] A formulação de tinta foi preparada misturando inicialmente água dionizada, glicol polietilênico (PM 400), 2-pirrolidona, 1,2 hexa-nodiol, hexilcarbitol, um composto contendo grupo amino e Acryjet® 3666 (ligante acrilato de butíla/metacrilato de metila/1,3% ácido acrílico) e agitando a mistura durante aproximadamente 10 minutos.

[0061] Um concentrado contendo água deionizada, pigmento ne-gro-de-fumo e um dispersante de terpolímero acrílico foi preparado e adicionado à primeira mistura sob agitação. O pigmento negro-de-fumo era o Monarch® M880 disponível da Cabot Corp. O terpolímero acrílico foi preparado por polimerização de ácido metacrílico, metacri-lato de estearila e dimetil siloxano conforme a patente US 5.714.538.

[0062] O componente final da tinta foi um negro-de-fumo autodispersante. O negro-de-fumo autodispersante era um negro-de-fumo o-xidado preparado pela reação de negro-de-fumo com hipoclorito (0,4 a 5,25 partes de hipoclorito por parte de negro-de-fumo em peso) em um meio aquoso como descrito na patente US 3.347.632. A matéria prima para preparar o negro-de-fumo autodispersante era Monarch® 880 da Cabot Corp. O negro-de-fumo autodispersante foi adicionado à formulação de tinta e misturado durante 20 minutos. A tinta foi filtrada através de uma série de filtros com o filtro final tendo 1,2 mfcrons.

Exemplo 7 [0063] Uma composição de tinta foi preparada conforme o Procedimento B com 0,25% de um composto contendo um grupo amíno compreendendo 4-(2-aminoetil)morfolina (AEM).

Exemplo 8 [0064] Uma composição de tinta foi preparada conforme o Procedimento B com 0,50% de um composto contendo um grupo amino compreendendo 4-(3-aminopropíl)morfolina (APM).

[0065] Exemplo de Controle B

[0066] Uma composição de tinta foi preparada conforme o Procedimento B exceto que não foi adicionado composto contendo grupo amino.

[0067] As formulações dos Exemplos 9-11 foram preparadas conforme o Procedimento B com os ingredientes listados na Tabela 4, TABELA 4 Exemplo 9 [0068] Uma composição de tinta foi preparada conforme o Procedimento B com 0,25% de um composto contendo grupo amíno compreendendo 4-{2-am inoetiI)morfolina (AEM).

Exemplo 10 [0069] Uma composição de tinta foi preparada conforme o Procedimento B com 0,50% de um composto contendo grupo amino compreendendo 4-(3-aminopropil)morfolina (APM).

Exemplo 11 [0070] Uma composição de tinta foi preparada conforme o Procedimento B com 0,10% de um composto contendo grupo amino compreendendo 4-(2-ami noeti IJmorfolina (AEM).

Exemplo de Controle C

[0071] Uma composição de tinta foi preparada conforme o Procedimento B exceto que não foi adicionado composto contendo grupo amino.

[0072] As tintas dos Exemplos 7-11 e Exemplos de Controle B e C foram testadas quanto a seu desempenho de tempo de espera ("idle time") com uma cabeça de impressão tendo 640 bocais e massa de gota de 24 ng. Um sumário dos dados coletados é apresentado na Tabela 5. TABELA 5 Dados de Manutenção [0073] Os dados apresentados na Tabela 5 demonstram que a a* dição de um composto contendo grupo arnino a um pigmento autodispersante, tal como um negro-de-fumo autodispersante, pode aperfeiçoar a manutenção do tempo de espera da tinta em relação aos E-xemplos de Controle B e C. Por exemplo» uma perda em tempo de espera associada a um aumento em teor de ligante (compare tempo de espera e teor de ligante de Controle B e Controle C) pode ser recuperada pela adição de um composto contendo grupo amino a um pigmento autodispersante, como um negro-de-fumo autodispersante (compare tempo de espera e teor de ligante de Controle C e Exemplos 9 e 10). Além disso, uma perda no teste "million fires" associada com um aumento no teor de ligante (compare "million fires" e teor de ligante de Controle B e Controle C) pode ser recuperada pela adição de um composto contendo grupo amino a um pigmento autodispersante, tal como um negro-de-fumo autodispersante (compare o teste "million fi-res" e teor de ligante de Controle C e Exemplo 11).

[0074] Em resumo, foram descritos numerosos benefícios que resultam do emprego dos conceitos da invenção. A descrição preceden- te de uma modalidade da invenção foi apresentada para as finalidades de ilustração e descrição. Não há intenção de ser exaustivo ou de limitar a invenção à forma precisa que foi revelada. Modificações óbvias ou variações são possíveis à luz dos ensinamentos acima. As modalidades foram escolhidas e descritas a fim de melhor ilustrar os princípios da invenção e sua aplicação prática de modo a permitir a um especialista a melhor utilização da invenção em várias modalidades e com várias modificações que sejam adequadas ao uso particular contemplado. Pretende-se que o escopo da invenção seja definido pelas reivindicações anexas ao presente relatório.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Tinta para jato de tinta, compreendendo: um pigmento autodispersante; um composto contendo amino; e um veículo aquoso; caracterizada pelo fato de que o composto contendo amino é um composto básico contendo um grupo funcional amino selecionado do grupo consistindo em compostos cíclicos que compreendem apenas um grupo funcional amino secundário na estrutura cíclica de anel desses compostos e nenhum grupo funcional amino primário, compostos que compreendem apenas um grupo amino funcional primário e pelo menos um grupo funcional amino terciário e nenhum grupo funcional amino secundário, e tetrahidrofurfurilamina.

2. Tinta para jato de tinta de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pigmento autodispersante é negro-de-fumo oxidado na superfície.

3. Tinta para jato de tinta de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o negro-de-fumo autodispersante foi oxidado para formar grupos funcionais carboxilados na superfície do negro-de-fumo.

4. Tinta para jato de tinta de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o negro-de-fumo autodispersante tem um número ácido de 0,5 a 1,5 miliequivalentes de COOH/grama de negro-de-fumo.

5. Tinta para jato de tinta de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o composto básico contendo um grupo funcional amino compreende um grupo funcional amino primário e pelo menos um grupo funcional amino terciário.

6. Tinta para jato de tinta de acordo com a reivindicação 1, , caracterizada pelo fato de que o composto básico contendo um grupo funcional amino tem um peso molecular de menos que 600.

7. Tinta para jato de tinta de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o composto básico contendo um grupo funcional amino compreende o anel contendo de 5 a 8 átomos.

8. Tinta para jato de tinta de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o composto básico contendo um grupo funcional amino compreende um grupo funcional amino primário e um grupo funcional amino terciário em que o grupo funcional amino terciário é parte de um anel contendo de 5 a 8 átomos.

9. Tinta para jato de tinta de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender ainda um aglutinante.

10. Tinta para jato de tinta de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender ainda uma dispersão pigmen-tada compreendendo um pigmento e um dispersante polimérico.

11. Tinta para jato de tinta de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a dispersão pigmentada compreende pigmento de negro-de-fumo.

12. Tinta para jato de tinta de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreendendo ainda uma dispersão pigmentada compreendendo um pigmento e um dispersante polimérico; e um aglutinante.

13. Tinta para jato de tinta de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que a dispersão pigmentada compreende pigmento de negro-de-fumo.

14. Método para produzir um pigmento de superfície modificada compreendendo a etapa de associar um pigmento autodisper-sante com um composto contendo amino, caracterizado pelo fato de que o composto contendo amino é um composto básico conforme definido na reivindicação 1.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracteriza- do pelo fato de que o pigmento autodispersante compreende um ne-gro-de-fumo que foi oxidado para formar grupos funcionais de carboxi-lato sobre a superfície do negro-de-fumo.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o negro-de-fumo autodispersante tem um número de acidez de 0,5 a 1,5 miliequivalentes de COOH/grama de negro-de-fumo.

17. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o composto contendo um grupo funcional amino compreende um grupo funcional amino primário e pelo menos um grupo funcional amino terciário.

18. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o composto contendo um grupo funcional amino apresenta um peso molecular menor do que 600.

19. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o composto contendo um grupo funcional amino compreende o anel contendo de 5 a 8 átomos.

20. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o composto contendo um grupo funcional amino compreende um grupo funcional amino primário e um grupo funcional amino terciário, em que o grupo funcional amino terciário é parte de um anel contendo de 5 a 8 átomos.

21. Método para imprimir usando uma impressora de jato de tinta, compreendendo imprimir uma tinta para jato de tinta sobre um meio de impressão em que a tinta compreende um pigmento autodispersante, um composto contendo amino e um veículo aquoso; caracterizada pelo fato de que o composto contendo amino é um composto básico conforme definido na reivindicação 1.