BRPI0416325B1 - uso de um composto hidrocarboneto em uma composição de tinta para jato de tinta que exibe pouco brilho - Google Patents

Abstract

"composição de tinta para jato de tinta que exibe pouco brilho". a presente invenção refere-se a uma composição de tinta para impressão com jato de tinta invisível para a marcação de um substrato, que compreende pelo menos um composto de marcação que absorve luz fora da faixa do comprimento de onda visível de aproximadamente 400 - 700 nm e que compreende um composto hidrocarboneto, que tem dois a seis átomos de carbono contendo dois ou três grupos hidroxila, como um agente de opacidade não-particulado, de modo a adaptar o nível da marcação impressão com jato de tinta ao brilho do substrato.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "USO DE UM COMPOSTO HIDROCARBONETO EM UMA COMPOSIÇÃO DE TINTA PARA IMPRESSÃO COM JATO DE TINTA» PROCESSO DE APLICAÇÃO DE UMA MARCAÇÃO DE SEGURANÇA INVISÍVEL A UM SUBSTRATO E TINTA PARA IMPRESSÃO COM JATO DE TINTA" A invenção é dirigida ao uso de um composto agente de opacidade não-particulado em uma composição de tinta para impressão com jato de tinta, particularmente em uma composição de tinta para marcações de segurança que exiba um brilho idêntico ao da substância que contém a marcação. Há uma crescente necessidade de marcações de segurança em artigos comercializados para evitar desvio do produto e fraude. As marcações de segurança também são aplicadas para fins de identificação em uma variedade de artigos inclusive envelopes, cheques, selos, passaportes, estampilhas, assim como artigos comercializados de marca ou artigos taxados.

Alguns métodos e técnicas têm sido usados para identificar artigos marcados, em um esforço para reduzir a falsificação e o desvio do produto. Em um primeiro tipo de medida de antifalsificação / antidesvio, é usada uma composição de tinta ativa em ultravioleta (UV-ativa) para marcar o produto com marcas para identificação. A vantagem de se usar tinta UV-ativa é que a marcação é tipicamente invisível quando se ilumina com luz no espectro visível (400 -700nm), porém se torna visível quando iluminada com luz no espectro do UV (200 - 400 nm). Desse modo, os falsificadores serão incapazes de saber se e quando o produto contém uma marcação de segurança simplesmente observando sob luz visível.

Tipos alternativos de marcações de segurança de jato de tinta incluem o uso de corantes de laser infravermelho que são fracamente absorventes na faixa visível do espectro de aproximadamente 400 a 700 nm, porém que absorvem na faixa do infravermelho próximo (NIR) (750 nm para cima) e podem apresentar fluorescência em resposta à absorção da radiação na dita faixa de NIR.

Apesar da coloração pouco visível dos dois tipos de tinta descritos acima (UV e NIR), as impressões com jato de tinta tais como códigos de barras, podem ainda ser visualizadas em um ângulo de observação não normal devido à diferença de brilho entre as impressões com jato de tinta e o substrato. Isto é principalmente em virtude do alto brilho dos aglutinantes comuns, que são usados em composições para tinta para jato de tinta, à base de cetona, para secagem rápida contínua; as ditas composições são de fato mais brilhantes do que a maior parte dos substratos comerciais à base de papel ou de papelão. Este é um inconveniente principal pois ele permite uma fácil localização visual da informação impressa e os criminosos envolvidos em falisificação e subterfúgios sabem o que enfrentar.

As técnicas existentes para formulação de tinta para reduzir o brilho de materiais impressos incluem a adição de agentes de opacidade tais como pigmentos inorgânicos brancos ou cargas minerais. No entanto, em tintas para impressão contínua com jato de tinta, estes tipos de agente de opacidade nãò são adequados, porque eles têm uma grande tendência a se sedimentarem no meio de viscosidade baixa. Além disso, eles frequentemente perturbam fortemente o uso da tinta na impressora.

Para se obter uma marcação de segurança de jato de tinta oculta e invisível para evitar a comercialização irregular dos artigos, é essencial reduzir o brilho da tinta para jato de tinta e combiná-la ao próprio brilho do substrato. A dita marcação de segurança também pode ser aplicada na forma de um código (código de barras ou matriz de dados bidimensionais), para fornecer uma identidade única a cada produto marcado. O dito código ú-nico também pode ser gravado em um sistema de controle de dados, para permitir a capacidade total de rastreamento e autenticação do produto marcado desta maneira em toda a cadeia logística de suprimento, por utilização de scanners apropriados e dedicados para os códigos invisíveis.

Em vista dos inconvenientes citados acima, há uma necessidade de melhorar a formulação de tintas "invisíveis'' de marcação para jato de tinta, para que se tornem as impressões tão secretas quanto possível por combinação do brilho da impressão com jato de tinta ao próprio brilho do substrato. Além disso, a formulação aperfeiçoada é direcionada para não conter materiais particulados, para evitar um bloqueio dos bocais da impressora de jato de tinta e para reduzir o tempo de manutenção do equipamento de impressão.

Estes objetivos da invenção são resolvidos por uma formulação de tinta que compreenda um composto agente de opacidade não-particulado de acordo com os aspectos da reivindicação independente. O uso de pelo menos um composto hidrocarboneto que tenha dois ou três grupos hidroxila, o dito composto hidrocarboneto tendo uma cadeia de carbono (linear ou ramificada) de dois, três, quatro, cinco ou seis átomos de carbono em uma composição de tinta para impressão com jato de tinta como um composto agente de opacidade não-particulado permite adaptar o brilho da composição de tinta impressa de uma maneira tal que o brilho da marcação impressa ou das marcas seja idêntico ao brilho do substrato que contenha uma impressão. A marcação assim obtida não pode ser discernida do substrato a olho nu sem auxílio de instrumento. O agente de opacidade não-particulado é de preferência selecionado entre os álcoois diva-lentes ou trivalentes (dióis ou trióis) de composto de alquila de cadeia curta. No contexto da presente invenção os compostos de alquila de cadeia curta incluem compostos que têm um comprimento de cadeia de dois a seis átomos de carbono. Os álcoois divalentes ou trivalentes adequados como agentes de opacidade incluem pentanodiol, butanodiol, etilenodiol, propanodiol ou glicerol e seus isômeros correspondentes. Como usado neste caso, um composto agente de opacidade é um composto que tem um efeito de tornar opacas as composições de tinta para impressão com jato de tinta.

Tipicamente, o composto agente de opacidade é incorporado à composição de tinta a um nível de concentração entre 0,5 e 10 % em peso, mais preferivelmente entre 1 e 8 % em peso, da composição global da tinta. Em formulações específicas, a quantidade de composto agente de opacidade pode até mesmo estar na faixa de desde 0,3 até 20 % em peso da composição global da tinta. Depois da impressão, o principal solvente começa a evaporar, deixando sobre o substrato o aglutinante e o composto agente de opacidade que tenha um ponto de ebulição mais alto do que o solvente principal. Como o aglutinante é insolúvel naquele composto agente de opacidade, o aglutinante precipita e forma um filme imperfeito que tem uma aparência opaca. A marcação compreende compostos que não exibem absorção da luz na área visível do espectro eletromagnético (400 até 700 nm). Estes compostos podem absorver a comprimentos de onda menores do que 400 nm (UV-) ou a comprimentos de onda maiores do que 700 nm (radiação no IV). Eles também podem ser compostos íuminescentes do tipo de conversão para cima e para baixo, isto é, eles podem emitir radiação no comprimento de onda menor ou no comprimento de onda maior do que o no comprimento de onda da luz absorvida. A composição de tinta para impressão com jato de tinta compreende pelo menos um solvente, pelo menos um aglutinante, pelo menos um composto para marcação que absorva luz fora da faixa visível e opcionalmente outros aditivos.

No contexto da presente invenção pelo menos um dito solvente é selecionado entre solventes de secagem rápida tais como cetonas, especialmente os solventes à base de acetona e de acetato de metil etil cetona; solventes à base de acetato ou de álcool tais como de acetato de etila ou de metila ou de metanol também podem ser usados. O solvente também pode ser uma mistura de dois ou mais dos solventes mencionados. Preferencialmente, o solvente não contém água, exceto a água incluída no solvente ou em outros componentes da tinta como uma impureza. Desse modo, a tinta é de preferência isenta de água. O solvente está presente em uma quantidade na faixa de desde 40 até 95 % em peso ou mais, de preferência na faixa de desde 70 até 90 % em peso, da composição global da tinta.

Os solventes que têm propriedades de evaporação mais lenta do que os ditos solventes, tais como isopropanol, acetato de isopropila, etanol ou propanol, também podem ser incluídos na composição de solvente. Tais solventes são, entretanto, incorporados em quantidades mínimas, para conseguir o melhor desempenho das propriedades globais da tinta. O aglutinante é selecionado do grupo que consiste em resinas vinílicas, derivados de celulose, resinas de poliacetal, resinas acrílicas ou resinas de copolímero de estireno-maléico. Preferencialmente, os aglutinan-tes são escolhidos entre os copolímeros de cloreto de vinila e de acetato de vinila, nítrocelulose ou polivinil butiral. A quantidade de aglutinante incorporada na composição de tinta está na faixa de entre 3 e 30 % em peso, mais preferivelmente entre 4 e 20 % em peso, da composição global da tinta. O composto de marcação é de preferência selecionado do grupo de corantes que não apresentam absorbância na faixa visível do espectro electromagnético, isto é, a comprimentos de onda de entre 400 e 700 nm, porém que são visíveis em ou por exposição à luz ultravioleta (200 a 400 nm) ou no infravermelho (700 a 2500 nm). Os corantes adequados incluem marcadores para UV tal como agente de brilho óptico, quelatos de terras raras, assim como corantes NIR, tais corantes NIR a laser. Os níveis de incorporação típicos estão na faixa de desde 0,0001 até 10 % em peso, de preferência desde 0,001 e 5 % em peso e mais preferivelmente desde 0,1 até 2 % em peso da composição global da tinta.

Os aditivos adicionais que podem ser incorporados à composição de tinta incluem sais de condutividade e umectantes. Os sais adequados para conferir condutividade à tinta podem ser selecionados entre sais inorgânicos tais como LÍNO3, sais orgânicos tais como acetato de alquil amônio e sais mistos tal como acetato de potássio. A condutividade do sal devia ser suficiente mente alta para alcançar aproximadamente 1 mS a um nível de incorporação de 1 % em peso. O sal é de preferência incorporado em uma quantidade na faixa de desde 0,3 até 5 % em peso, mais preferivelmente desde 0,5 até 3 % em peso da composição global da tinta. O umectante é adicionado à composição de tinta para evitar 0 entupimento do bocal quando o solvente altamente volátil evaporar. Os u-mectantes adequados são, por exemplo, glicóis e éster de glicol, N-metil-pirrolidona (NMP), ésteres de glicerol, alquil amidas de cadeia longa ou similares; tipicamente, estes compostos a serem usados como umectante têm um ponto de ebulição mais alto do que os ditos solventes altamente voláteis comumente usados em composições de tinta para impressão com jato de tinta. O umectante é tipicamente incorporado a níveis na faixa de desde 0,2 até 20 % em peso e mais preferivelmente na faixa de desde 0,5 até 5 % em peso, da composição global da tinta.

Em um outro aspecto, a invenção descreve um método de aplicação de uma marcação de segurança a um substrato. O método compreende as etapas de: fornecer uma tinta para impressão com jato de tinta que compreenda pelo menos um composto hidrocarboneto que tenha dois ou três grupos hidroxila, o dito composto hidrocarboneto tendo uma cadeia de carbono linear ou ramificada de dois, três, quatro, cinco ou seis átomos de carbono, como um composto agente de opacidade não-particulado e imprimir uma marcação de segurança sobre um substrato; e é caracterizado pelo fato de que a marcação de segurança impressa exibe um mesmo nível de brilho que o brilho do substrato.

Um outro aspecto da invenção é um substrato que contém uma marcação impressa, que é impressa com uma tinta para jato de tinta de a-cordo com a invenção e que exibe um mesmo níve! de brilho que o substrato. A invenção é agora descrita com mais detalhes por meio de e- xemplos: Exemplo 1: UCAR VMCH (resina vinílica, DOW);

Exemplo 2: Scripset 520 (copolímero de estireno - anidrido maléico, Hercules Inc.);

Exemplo 3: Pioloform BL 18 (Polivinilbutiral, Wacker Chemie);

Exemplo 4: Nitrocelulose DHX 3/5 (Noble Enterprises);

Exemplo 5: Joncryl 671 (resina acrílica, SC Johnson & Son);

Exemplo 6: Paraloid A-12 (resina acrílica, Rohm & Haas).

As tintas, que incluem combinações de composto agente de o-pacidade e aglutinante como relacionado na tabela 1, continha ainda 1 % em peso de tetrafluoroborato de tetrabutil amônio (Fluka) como sal condutor, 2 % em peso de dipropileno glicol monometil éter (DPM) (DOW) como umec-tante e 0,002 % em peso de UVITEX OB (Ciba SC) como composto fluorescente em UV para marcação de segurança e a parte restante da composição sendo acetona. A quantidade de aglutinante adicionada é fornecida também na tabela 1.

Para as finalidades de testagem do brilho, 1 ml de tinta foi então deixado evaporar sobre um substrato de folha de estanho e o efeito opacifi-cante foi observado como um embranquecimento do filme de secagem. Tabela 1: Combinações de aglutinante e composto agente de opacidade.

Para determinar a intensidade do efeito opacificante para as várias combinações de aglutinante e composto agente de opacidade de filmes Kbar das tintas acima foram impressos em vários substratos representativos a saber Fiduciary (FID) e papel Kraft. O brilho a 60° foi então medido como uma função da quantidade (em % em peso) de diol ou triol opacificante na composição de tinta com o uso de um medidor de brilho LANGE REFO 60 glossmeter. A Figura 1 apresenta os resultados das medidas de brilho das tintas como impressas com exemplos de aglutínantes 1 a 3 sobre papel Kraft. Os compostos agentes de opacidade foram 1,5-pentanodiol (triângulo) e 1,2-butanodiol (diamante) no exemplo 1. Os compostos agentes de opacidade foram 1,5-pentanodiol (triângulo) e monopropilenoglicol (diamante) no exemplo 2. Os compostos agentes de opacidade foram monopropilenoglicol (triângulo) e glicerol (diamante) no exemplo 3. Os quadrados representam o brilho do substrato. Para o aglutinante vinílico é necessária uma quantidade de pelo menos 7 % em peso de composto agente de opacidade para se conseguir uma redução significativa do brilho. Para os copolímeros de estí-reno anidrido maléico (Hercules Scripset) menos do composto agente de opacidade precisa ser adicionado em comparação ao aglutinante vinílico. Ambos os compostos agente de opacidade exibem uma redução de brilho similar com uma quantidade maior de composto agente de opacidade adi- cionada. Podo ser observada uma forte diminuição do brilho para um agluti-nante polivinilbutiral (Pioloform) pela adição de aproximadamente 6 % em peso de glicerol. Contrário a isto o monopropilenoglicol não é adequado para a redução de brilho quando adicionado a um aglutinante polivinilbutiral e impresso sobre papel Kraft. A Figura 2 apresenta resultados um pouco diferentes para as medidas de brilho das tintas impressas sobre papel FID. A tinta que contém uma resina vinílico como aglutinante (exemplo 1) requer uma grande quantidade de em torno de 9 % em peso de 1,5-pentano-diol para exibir uma evidente redução do brilho. Uma tinta com aglutinante - exemplo 2 (estireno -anidrido maléico) requer menos composto agente de opacidade especialmente se for usado o 1,5-pentanodiol. É até mesmo menos composto agente de opacidade necessário se for usado o polivinilbutiral (aglutinante - exemplo 3). Aproximadamente 4 % em peso de monopropilenoglicol são capazes de reduzir o brilho da tinta impressa até o nível do substrato. São necessárias quantidades similares de monopropilenoglicol ou de glicerol para reduzir o brilho de uma tinta que contém um aglutinante de nitrocelulose até o nível do substrato.

Em um outro experimento foi incorporada uma quantidade selecionada de composto agente de opacidade em tintas para jato de tinta e foi impresso um código em duas dimensões legível em UV sobre diferentes substratos, a saber papel Kraft, papelão e papel FID. Como a quantidade de tinta impressa era demasiadamente pequena para medir reprodutivelmente o brilho sobre aqueles substratos de pequeno brilho, o nível de invisibilidade da tinta para jato de tinta foi avaliado baseado nos critérios a seguir: ++ = a impressão com jato de tinta é visível como sendo muito mais brilhante; + = a impressão com jato de tinta é ligeiramente visível como sendo mais brilhante; 0 = a impressão com jato de tinta é completamente invisível como tendo o mesmo nível de brilho que o substrato; - a impressão com jato de tinta é ligeiramente visível como sendo mais opa- ca; -- a impressão com jato de tinta é muito visível como sendo muito mais opaca do que o substrato.

Os resultados são apresentados na Tabela 2.

Tabela 2: Comparação dos efeitos do brilho de códigos 2D impressos.

Claims (5)

1. Uso de um composto hidrocarboneto, em uma composição de tinta para impressão com jato de tinta que compreende: - no mínimo um solvente, - no mínimo um aglutinante, - no mínimo um composto de marcação que absorve luz no comprimento de onda invisível aos olhos, e - opcionalmente aditivos, caracterizado pelo fato de que o composto hidrocarboneto tem uma cadeia linear ou ramificada, de dois a seis átomos de carbono, contendo dois ou três grupos hidroxila e é usado como um agente de opacidade não-particulado para adaptar o brilho de uma marcação impressa no brilho de um substrato que contém a dita marcação, de tal forma que a dita marcação não possa ser discernida a olho nu.

2. Uso, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o composto agente de opacidade é incorporado à composição em uma quantidade na faixa de 0,5 até 10 % em peso, de preferência entre 1,0 até 8,0 % em peso da composição global.

3. Uso, de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o composto agente de opacidade é selecionado do grupo que consiste em 1,5-pentanodiol, etiienodiol, butanodiol, pro-panodiol, glicerol e misturas dos mesmos.

4. Tinta para impressão com jato de tinta, conforme definido nas reivindicações 1 a 3, compreendendo um solvente, um aglutinante e um composto de marcação, o dito composto de marcação absorvendo luz de um comprimento de onda invisível e opcionalmente aditivos, caracterizada pelo fato de que a tinta compreende ainda um composto agente de opacidade não-particulado selecionado do grupo de compostos hidrocarbonetos que têm uma cadeia de carbono linear ou ramificada de dois a seis átomos de carbono que contêm dois ou três grupos hidroxila.

5. Processo de aplicação de uma marcação de segurança invisível a um substrato, que compreende as etapas de: - fornecer uma tinta para impressão com jato de tinta, conforme definida na reivindicação 4, compreendendo solvente, aglutinante e composto de marcação, o dito composto de marcação absorvendo luz de um comprimento de onda invisível, e opcionalmente aditivos; e - impressão com a dita tinta de uma marcação de segurança sobre um substrato, caracterizado pelo fato de que a tinta ainda inclui o referido composto agente de opacidade não-particulado selecionado do grupo de compostos hidrocarbonetos que tem uma cadeia de carbono linear ou ramificada de dois a seis átomos de carbono que contêm dois ou três grupos hi-droxila, em que o agente de opacidade não-particulado faz o brilho da marcação de segurança impressa se adaptar ao brilho do substrato, tal que a dita marcação não possa ser discernida a olho nu.