ES2237674T3 - Medio de registro de imagenes. - Google Patents
Medio de registro de imagenes.Info
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Abstract
¿ Un medio de registro de imágenes que comprende: (i) un soporte que tiene microporos transpirables, cuyos superficies y microporos están hechos hidrófilos, y (ii) una capa receptora de tinta que está proporcionada sobre la superficie de dicho soporte y comprende (a) un ligante que es un poliuretano modificado catiónicamente o un poliéster modificado catiónicamente y (b) un coagulante, en el cual dicha capa receptora de tinta contiene de 1 a 40 partes en peso de un oligómero orgánico catiónico que tiene un grupo funcional catiónico en la molécula, o un polímero catiónico que tiene un grupo funcional catiónico en la molécula basado en 100 partes en peso de dicho ligante como dicho coagulante.
Description
Medio de registro de imágenes.
La presente invención se refiere a un medio de
registro de imágenes para registrar una imagen de tinta con un
método de impresión tal como un método de impresión por chorro de
tinta, y en particular, a un medio de registro de imágenes que puede
adaptarse tanto a tintas de pigmento como a tintas de colorante y
registrar una imagen de alta calidad.
Es sabido que un medio de registro de imágenes
que comprende un soporte que tiene microporos transpirables, es
decir, un soporte poroso, cuyas superficies y microporos se han
hecho hidrófilos, es útil como medio de registro de imágenes tal
como un papel de impresión por chorro de tinta. Un medio de registro
de imágenes de este tipo se expone en los documentos
US-A-5605750, WO99/03685, y
WO01/10650.
Por ejemplo, el documento WO99/03685 da a conocer
un medio de registro de imágenes que comprende un agente
tensioactivo y una sal de metal polivalente que están contenidos
en los microporos de un soporte que comprende una película porosa.
La sal del metal polivalente se fija en los microporos impartiendo
el carácter hidrófilo a las paredes interiores de los microporos con
el agente tensioactivo y aplicando luego un líquido que contiene la
sal del metal polivalente. La tinta se imprime (o registra) de tal
modo que la misma se fija a la superficie del soporte.
Puede proporcionarse una capa receptora de la
tinta sobre el soporte. Así, el pigmento contenido en la tinta se
retiene en la superficie de fijación, de tal modo que la migración
del pigmento en los poros puede evitarse eficazmente, y la
coloración y la propiedad de secado rápido pueden mejorarse. El
documento WO01/10650 (correspondiente a
JP-2001-47734 A) propone el uso de
una capa que comprende una sal soluble en agua y un ligante orgánico
como capa receptora de la cinta formada sobre el soporte que tiene
microporos transpirables.
La sal soluble en agua funciona como un
coagulante, y coagula (o fija) rápidamente el pigmento en la
superficie de la capa receptora de la tinta, cuando se aplica la
tinta (por impresión) a la superficie del medio (la superficie de la
capa receptora de la tinta)). Así, la migración del pigmento en los
poros en el interior del medio se evita eficazmente, y se mejora la
propiedad de secado rápido.
El ligante orgánico funciona para fijar (o ligar)
el coagulante en la capa receptora de la tinta de manera eficaz.
Así, la resistencia al agua de la imagen de tinta fijada puede
mejorarse eficazmente por el efecto sinérgico de la función de
coagulación de la sal soluble en agua y la función de fijación del
ligante.
El contenido del coagulante es usualmente de 1 a
70 partes en peso basado en 100 partes en peso del polímero de
fijación.
El documento
JP-A-10-86505 expone
un papel de impresión por chorro de tinta formado por aplicación de
un agente resistente al agua para un papel de impresión por chorro
de tinta que comprende un oligómero catiónico de uretano específico
a un papel ordinario o un papel con recubrimiento, aunque el papel
de impresión descrito no es un medio de registro de imágenes que
tenga un soporte cuyos superficie y microporos estén hechos
hidrófilos. Cuando se utiliza una hoja de papel como medio de
impresión por chorro de tinta, se presenta un problema consistente
en que un colorante puede emborronarse debido a la adhesión de agua
después del registro. Por esta razón, se expone el uso de un agente
resistente al agua.
Como el agente resistente al agua, se conocen
resinas catiónicas tales como condensados de diciandiamida,
poliamina y polietilenimina, pero los mismos presentan ciertos
inconvenientes tales como una resistencia insuficiente al agua,
cambio del tono de color, amarilleo de las partes blancas de una
hoja de papel, y emborronamiento de las tintas. El oligómero
catiónico de uretano puede mejorar la resistencia al agua de las
imágenes impresas, y prevenir sustancialmente el cambio del tono de
color y el amarilleo de las partes blancas de una hoja de papel,
cuando se utiliza una tinta de colorante para imprimir la hoja de
papel.
El oligómero catiónico de uretano puede
prepararse por la poliadición de los compuestos siguientes (A), (B)
y (C) para obtener un poliuretano, y neutralización de al menos una
parte de los grupos amino terciarios del
poli-uretano con un ácido o cuaternización de al
menos una parte de los grupos amino terciarios con un agente
cuaternizante:
(A) un poliol que tenga al menos dos átomos de
hidrógeno activo reactivos con un grupo isocianato y un peso
molecular medio ponderal de 300 a 5.000;
(B) un diol, un triol, una diamina o una triamina
que tengan un grupo amino terciario y un peso molecular medio
ponderal menor que 300;
(C) un isocianato orgánico que tenga al menos dos
grupos isocianato.
De acuerdo con la exposición detallada de esta
publicación JP-A, el peso molecular medio ponderal
del oligómero catiónico de uretano es menor que 10.000
(aproximadamente 1.000 a 8.000).
Recientemente, se comercializan impresoras de
chorro de tinta de tamaño grande, con las cuales puede cambiarse la
clase de tinta entre la tinta de pigmento y la tinta de colorante
con una pulsación de la yema del dedo. Por tanto, es natural que los
usuarios de tales impresoras de chorro de tinta deseen que los
medios de registro de imágenes puedan imprimirse con los dos tipos
de tinta sin cambiar las clases de los medios. Sin embargo, ha sido
muy difícil imprimir la imagen de alta calidad sobre los medios de
registro de imágenes convencionales a la vez con la tinta de
colorante y la tinta de pigmento.
Por ejemplo, en el caso de la capa receptora de
tinta arriba descrita que contiene la sal soluble en agua y el
ligante orgánico, pueden formarse imágenes de calidad satisfactoria
por impresión con la tinta de pigmento, pero el tono de color cambia
fácilmente y por consiguiente el color de la imagen impresa en color
tiende a desplazarse hacia el lado del amarillo.
El papel de impresión por chorro de tinta que
comprende el oligómero catiónico de uretano tiene efectos en la
impresión con la tinta de colorante. Sin embargo, en el caso de
impresión con la tinta de pigmento, el emborronamiento de las áreas
impresas tiende a ser notable. Esto es debido en parte a que el
componente de coloración (pigmento) contenido en la tinta tiende a
migrar a los poros existentes en el interior del medio.
La presente invención proporciona un medio de
registro de imágenes de acuerdo con la reivindicación 1 que
comprende (i) un soporte que tiene microporos transpirables, cuyos
superficies y microporos están hechos hidrófilos, y (ii) una capa
receptora de tinta que está provista sobre la superficie de dicho
soporte y que comprende un ligante y un coagulante, caracterizado
porque dicha capa receptora de tinta contiene un oligómero orgánico
catiónico que tiene un grupo funcional catiónico en la molécula, o
un polímero catiónico que tiene un grupo funcional catiónico en la
molécula como coagulante.
El medio de registro de imágenes de la presente
invención comprende (i) un soporte poroso que tiene microporos
transpirables, cuyos superficies y microporos están hechos
hidrófilos, y (ii) una capa receptora de tinta que está provista
sobre la superficie del soporte y que comprende (a) un ligante y el
oligómero o polímero catiónico como el coagulante (b), como se
define en la reivindicación 1. Así pues, las imágenes de alta
calidad pueden imprimirse sobre aquél sin amarilleo (el
desplazamiento del tono de color) o el emborronamiento notable de la
tinta en la impresión tanto con la tinta de colorante como con la
tinta de pigmento. Por esta razón, la presente invención puede
proporcionar un medio de registro de imágenes que puede satisfacer
el deseo de los usuarios que desean la impresión de medios a la vez
con la tinta de colorante y la tinta de pigmento.
De acuerdo con ello, un objeto de la presente
invención es proporcionar un medio de registro de imágenes que puede
satisfacer el deseo de los usuarios que desean la impresión de
medios con la tinta de colorante y la tinta de pigmento sin cambiar
las clases de los medios.
Más concretamente, el objeto de la presente
invención es proporcionar un medio de registro de imágenes que puede
formar una imagen de alta calidad sobre él sin amarilleo (el
desplazamiento del tono de color) o el emborronamiento notable de la
tinta tanto con la tinta de colorante como con la tinta de
pigmento.
Cuando se utiliza como el coagulante la sal
soluble en agua, el tono de color cambia en el caso de la impresión
con la tinta de colorante. Como se expone en el documento
JP-A-10-86505, el
oligómero orgánico catiónico es un agente excelente resistente al
agua que mejora la calidad de la imagen formada con la tinta de
colorante. Sin embargo, el oligómero orgánico catiónico por sí solo
tiene una función de coagulación inferior al coagulante basado en la
sal soluble en agua. Es decir, el oligómero orgánico catiónico
debería mejorarse adicionalmente para coagular rápidamente el
pigmento en la superficie de la capa receptora de la tinta y
prevenir la migración del pigmento hacia los poros interiores del
soporte, cuando la tinta de pigmento se aplica en la superficie del
medio.
De acuerdo con la presente invención, el soporte
que tiene la superficie y los microporos que están hechos
hidrófilos, se utiliza para compensar el punto débil del oligómero
orgánico catiónico, que aparece en la impresión con la tinta de
pigmento, y de este modo se mejora la idoneidad del medio a la tinta
de pigmento.
El detalle de una función sinérgica de este tipo
no se ha clarificado, pero puede considerarse como sigue:
En general, para aumentar la función de
coagulación, es ventajoso como la sal soluble en agua un compuesto
de peso molecular bajo que tenga una propiedad de disociación iónica
alta. El peso molecular del compuesto tiene cierta influencia sobre
el número de iones que pueden disociarse por unidad de volumen de la
capa receptora de iones. Así, en general, un oligómero orgánico
catiónico que tiene la propiedad de disociación iónica baja no puede
aumentar la función de coagulación. Por el contrario, el amarilleo
en la impresión con la tinta de colorante se produce más fácilmente
a medida que aumenta el número de los iones disociables. Esto puede
ser debido a que el colorante reacciona con los iones para formar un
complejo de una sustancia semejante a un complejo y por consiguiente
la longitud de onda de absorción de la luz se desplaza. De acuerdo
con ello, desde el punto de vista de la prevención del amarilleo, el
oligómero orgánico catiónico es más ventajoso que la sal soluble en
agua. El punto débil del oligómero orgánico catiónico con respecto a
la función de coagulación puede compensarse con el soporte poroso
hidrófilo. La reacción de coagulación del oligómero orgánico
catiónico con el pigmento se retarda cuando un medio de dispersión
de la tinta permanece en el área impresa durante un tiempo
excesivamente largo, dado que el oligómero orgánico ejerce menos
interacción con el pigmento que la sal soluble en agua. Se supone
que el soporte poroso hidrófilo absorbe rápidamente el medio de
dispersión de la tinta de impresión y funciona aumentando la
propiedad de secado rápido y acelerando la reacción de coagulación
con el pigmento.
La capa receptora de tinta puede estar
constituida por una sola capa que contiene la mezcla del polímero
ligante y el polímero (u oligómero) catiónico. Preferiblemente, la
capa receptora de la tinta tiene una estructura estratificada de dos
capas como se describe a continuación:
A saber, la capa receptora de tinta comprende
(ii-1) una capa base que tiene una superficie de
respaldo que está orientada hacia la superficie del soporte y una
superficie opuesta a la superficie de respaldo, y que contiene el
ligante, y (ii-2) una capa superior que contiene el
coagulante, al menos una parte del cual está impregnada en la capa
base de tal manera que está localizada cerca de la superficie de la
capa base.
Cuando se utiliza una capa receptora de tinta de
este tipo, la función de prevención del amarilleo y asimismo el
emborronamiento de la tinta pueden mejorarse más eficazmente tanto
en la impresión con la tinta de colorante como en la impresión con
la tinta de pigmento.
El coagulante es un oligómero orgánico catiónico
que tiene un grupo funcional catiónico en la molécula (un oligómero
catiónico), o un polímero orgánico que tiene un grupo funcional
catiónico en la molécula (un polímero catiónico).
El oligómero catiónico tiene un peso molecular
intermedio entre el del coagulante de peso molecular bajo tal como
la sal soluble en agua y el del polímero. El peso molecular medio
ponderal del oligómero catiónico es usualmente de 500 a 10.000.
El peso molecular medio ponderal del polímero
catiónico es usualmente de 10.000 a 1.000.000.
El oligómero o polímero catiónico tiene al menos
un grupo funcional catiónico seleccionado del grupo constituido por
grupos funcionales catiónicos que contienen nitrógeno, sales de
sulfonio (v.g. -S^{+}R_{2}\cdotX^{-} en el cual R es un
grupo metilo o un átomo de hidrógeno, y X es un ion haluro) y sales
de fosfonio (v.g. -P^{+}R_{3}\cdotX^{-} en el cual R es un
grupo metilo o un átomo de hidrógeno, y X es un ion haluro).
El grupo funcional catiónico que contiene
nitrógeno es al menos un grupo seleccionado del grupo constituido
por sales de aminas, sales de amonio cuaternario (v.g.
-N^{+}R_{3}\cdotX^{-} en el cual R es un grupo metilo o un
átomo de hidrógeno, y X es un ion haluro), sales de piridio (v.g.
-N^{+}C_{5}H_{5}\cdotX^{-} en el cual X es un ion haluro)
y polietilenopoliamina (v.g.
-NH(C_{2}H_{4}NH)_{m}H en el cual m es un número
de 2 a 4).
Cuando el oligómero o polímero catiónico está
contenido en la capa receptora de tinta en mezcla con el polímero
ligante, el mismo contiene preferiblemente, en la molécula, al menos
un grupo funcional de sal catiónica seleccionado del grupo
constituido por sales de sulfonio, sales de fosfonio, sales de
amonio cuaternario y sales de piridinio. Tales grupos funcionales de
sales catiónicas son ventajosos para la prevención del amarilleo
dado que los mismos tienen una propiedad de disociación iónica
moderada, y exhiben también la función de coagulación de manera que
el emborronamiento en el caso de la impresión con la tinta de
pigmento por medio del soporte poroso hidrófilo. Cuando el ligante
de la capa receptora de tinta comprende un polímero modificado
iónicamente, en particular, un polímero que tenga un grupo funcional
aniónico que no está de acuerdo con la invención, el polímero
catiónico no interacciona con el polímero modificado iónicamente en
una pintura para la formación de la capa receptora de tinta, y por
consiguiente el polímero catiónico puede mantener el estado
dispersado o disuelto de modo estable sin la coagulación. Desde
dicho punto de vista, es particularmente preferible el polímero u
oligómero que tiene la sal de amonio cuaternario en la molécula.
Como el polímero catiónico, pueden utilizarse
polímeros que tengan cadenas principales que comprenden poliamina,
poliuretano, poliurea, poliéster o
poli(oxi-alquileno-éter), cada uno de los
cuales contiene el grupo funcional catiónico en la molécula.
Análogamente, oligómeros que tengan cadenas principales que
comprenden poliamina, poliuretano, poliurea, poliéster o
poli(oxialquileno-éter) cada uno de los cuales contiene el
grupo funcional catiónico en la molécula pueden utilizarse como el
oligómero catiónico.
El poliuretano catiónico a utilizar en la
presente invención se puede preparar por un proceso convencional
para la síntesis de poliuretano. Por ejemplo, el mismo se prepara
por la reacción de un poliisocianato y una mezcla de polioles que
contiene un poliol que tiene un grupo funcional catiónico tal como
un grupo amonio cuaternario.
Cuando el grupo funcional catiónico es el grupo
amonio cuaternario, el poliuretano catiónico se puede preparar por
cuaternización de un precursor que se ha preparado por la reacción
de (1) una mezcla de un compuesto que tiene un hidrógeno activo y un
grupo amino terciario en la molécula y un poliol, y (2) un
poliisocianato. Tales reacciones pueden realizarse como sigue:
En primer lugar, un poliol que tiene al menos dos
átomos de hidrógeno activo reactivos con el grupo isocianato como un
oligómero materia prima que forma la cadena principal, y un
disolvente que no tiene ningún hidrógeno activo se cargan en un
recipiente de reacción que se ha rellenado con nitrógeno. El peso
molecular medio ponderal del poliol es usualmente de 300 a
5.000.
A continuación, se añade al recipiente un
poliisocianato que tiene al menos dos grupos isocianato y se
calienta a una temperatura de 60ºC o mayor durante varias horas para
permitir que el poliisocianato reaccione con el oligómero que
constituye la materia prima. Después de enfriar el producto de
reacción obtenido en esta reacción a una temperatura de 50ºC o
menos, se añade al producto de reacción un compuesto que contiene
grupo amino que tiene un hidrógeno activo y un grupo amino
terciario. Ulteriormente, la mezcla se calienta y se hace reaccionar
a una temperatura de 60ºC o superior durante varias horas. De este
modo, se obtiene un prepolímero de poliuretano como un precursor del
oligómero catiónico. Como el compuesto que contiene grupo amino,
pueden utilizarse un diol, un triol, una diamina o una triamina
cada uno de los cuales tiene un hidrógeno activo y un grupo amino
terciario en la molécula. El peso molecular medio ponderal de un
compuesto de este tipo es usualmente menor que 300.
El prepolímero de uretano obtenido se hace
reaccionar con un ácido para cuaternizar el grupo amino
terciario.
Finalmente, se añade agua en exceso a la mezcla
de reacción para destruir los grupos isocianato que no han
reaccionado, seguido por la post-reacción alrededor
de 50ºC durante varias horas para obtener una solución acuosa que
contiene el oligómero catiónico deseado (el oligómero de poliuretano
catiónico).
Ejemplos del poliol anterior incluyen
polipro-pilenglicol,
poli(tetrametilen-glicol),
polietilen-glicol, productos de poliadición de
bisfenol A y óxido de propileno, productos de poliadición de
bisfenol S y óxido de propileno, poliésteres basados en ácido
adípico, y poliésteres basados en ácido isoftálico.
Ejemplos del compuesto que contiene grupo amino
anterior incluyen
N-metil-N,N-dietanolamina,
N-etil-N,N-dietanolamina,
N-isobutil-N,N-dietanolamina,
trietanol-amina, metiliminobispropilamina,
butiliminobispropilamina, y
tri(2-aminoetil)amina.
Como el poliisocianato, pueden utilizarse los
empleados convencionalmente para la síntesis de poliuretanos.
Ejemplos del poliisocianato convencional incluyen diisocianatos
alifáticos tales como tetrametileno-diisocianato,
1,6-hexametileno-diisocianato,
dodecametileno-diisocianato, y
trimetilhexametileno-diisocianato.
Ejemplos específicos del polímero catiónico a
utilizar en la presente invención son una poliamina catiónica que
contiene un grupo de sal de amonio cuaternario disponible de NIKKA
Chemical Co., Ltd. bajo el nombre comercial de NEOFIX®
IJ-450, y una resina catiónica poliamídica
disponible de NIPPON PMC Co., Ltd. bajo el nombre comercial de WS
SERIES®.
Ejemplos específicos del oligómero catiónico a
utilizar en la presente invención son un poliuretano catiónico que
contiene un grupo de sal de amonio cuaternario disponible de NIKKA
Chemical Co., Ltd. bajo el nombre comercial de NEOFIX®
IJ-150, un oligómero orgánico que contiene un grupo
de sal de amonio cuaternario disponible de Witco Chemical bajo el
nombre comercial de Emcol® CC-9, Emcol®
CC-36 o Emcol® CC-42.
La cantidad de oligómero o polímero catiónico que
está contenida como el coagulante en la capa receptora de tinta es
de 1 a 40 partes en peso, preferiblemente de 3 a 35 partes en peso,
y de modo particularmente preferible de 5 a 30 partes en peso,
basada en 100 partes en peso del polímero ligante. Cuando el
contenido del oligómero o polímero catiónico es demasiado bajo, la
actividad de coagulación disminuye de tal manera que el
emborronamiento de la imagen de tinta puede aparecer en la impresión
con la tinta de pigmento. Cuando este contenido es demasiado alto,
el amarilleo puede aparecer en la impresión con la tinta de
colorante.
El oligómero o polímero catiónico y el oligómero
aniónico orgánico que no está de acuerdo con la invención pueden
utilizarse al mismo tiempo en la medida en que los efectos de la
presente invención no resulten perjudicados. El oligómero aniónico
orgánico tiene una cadena principal que comprende poliuretano,
poliurea, poliéster o poli(oxialquileno-éter), y un grupo
funcional aniónico. Ejemplos del grupo funcional aniónico son grupos
de sal carboxilato, grupos de sal sulfonato, y grupos de sal éster
de fosfato.
Adicionalmente, pueden utilizarse también
oligómeros anfóteros tales como oligómeros de betaína o
sulfobetaína.
El peso molecular medio ponderal del oligómero
que puede utilizarse junto con el oligómero o polímero catiónico es
usualmente de 500 a 8.000.
El soporte puede comprender una película u hoja
que tenga microporos transpirables (a los que se hará referencia
colectivamente como "película porosa"), y sus superficie y
microporos están hechos hidrófilos. La clase de película porosa no
está limitada en la medida en que se consigan los efectos arriba
descritos, y puede utilizarse cualquier soporte que se utilice
convencionalmente en el medio del registro de imágenes. Por ejemplo,
se utilizan preferiblemente películas de resina expandidas tales
como la película porosa TESLIN® (una película de resina porosa
expandida de PPG Industries).
La permeabilidad de la película porosa es
usualmente de 10 a 3.000 s/100 ml, preferiblemente de 50 a 2.500
s/100 ml, y de modo particularmente preferible de 100 a 2.000 s/100
ml, en términos de permeabilidad Gurley.
En este contexto, la permeabilidad Gurley es un
valor medido con un aparato de ensayos de permeabilidad de Gurley de
acuerdo con la norma JIS
P-8117-1980, y expresado por un
tiempo (segundos) necesario para dejar que pasen 100 ml del aire a
través de una muestra.
Ejemplos del material de la película porosa
incluyen polietileno, polipropileno,
polimetilpenteno-1, poli-(cloruro de vinilo),
poli(cloruro de vinilideno), poliestireno, copolímeros
estireno-butadieno-acrilonitrilo,
poliamida, policarbonato, resinas acrílicas, poliésteres y
poliésteres copolímeros. Los mismos pueden utilizarse como una
mezcla de dos o más. Entre ellos, son preferibles las resinas
generales tales como poliolefinas (v.g. polipropileno, polietileno
de alta densidad), desde el punto de vista de resistencia al agua y
de los costes.
La película porosa puede contener opcionalmente
polvo inorgánico fino a fin de aumentar la porosidad de la película.
Ejemplos del polvo inorgánico fino incluyen carbonato de calcio,
alúmina, arcilla calcinada, sílice, etcétera. El tamaño de partícula
del polvo fino es usualmente de 0,3 a 10 \mum, preferiblemente de
0,8 a 5 \mum. Adicionalmente, la película porosa puede contener
otros aditivos tales como un estabilizador frente al calor, un
absorbedor UV, un dispersante, un agente antiestático, un
antioxidante, un aceite (v.g. aceite mineral), etcétera.
La película porosa puede producirse por estirado
de una composición de resina que comprende la resina arriba descrita
y opcionalmente el polvo inorgánico fino y otros aditivos. Ejemplos
de la máquina de estirado incluyen una máquina de formación de
película por inflamiento, una máquina de formación de película por
inflamiento equipada con un mandril interno, una máquina formadora
de película en matriz T equipada con un tensor o rodillos de
estirado en la dirección de la máquina y un tensor. El estirado
puede realizarse uniaxial o biaxialmente.
La porosidad de la película porosa (es decir, el
volumen total de los poros en el volumen global de la película) es
usualmente de 10 a 90% en volumen, preferiblemente de 20 a 80% en
volumen. Cuando la porosidad es demasiado baja, la propiedad de
secado rápido puede deteriorarse. Cuando la porosidad es demasiado
alta, la solidez (resistencia mecánica) del soporte disminuye de tal
manera que los medios de registro pueden no suministrarse y
descargarse suavemente.
El diámetro de los poros medido sobre la sección
transversal verticalmente a la dirección del espesor de pared de la
película (es decir, en la dirección horizontal de la película
estirada) es usualmente de 0,01 a 3 \mum, preferiblemente de 0,02
a 2 \mum, y más preferiblemente de 0,03 a 1 \mum.
El espesor global del soporte es de 30 a 1.000
\mum, preferiblemente de 50 a 500 \mum. Cuando el espesor del
soporte es demasiado delgado, la propiedad de secado de la tinta
puede deteriorarse. Cuando el espesor es demasiado grande, la
manipulación del medio de registro puede resultar difícil. El medio
de registro de imágenes de la presente invención puede imprimirse
con diversos tipos de impresoras de chorro de tinta y análogas,
aunque el medio que tiene un espesor demasiado grande puede no
imprimirse con algunas impresoras.
En una realización preferida de la presente
invención, las superficies y los microporos del soporte se tratan
con un agente tensioactivo para impartir carácter hidrófilo a las
mismas. Un tratamiento hidrófilo de este tipo puede llevarse a cabo
al mismo tiempo que la formación de la capa receptora de tinta por
adición del agente tensioactivo a la pintura para la formación de la
capa receptora de tinta y aplicación de la pintura a la superficie
del soporte. Sin embargo, es preferible llevar a cabo dicho
tratamiento hidrófilo antes de la formación de la capa receptora de
tinta.
En primer lugar, se aplica un líquido que
contiene el agente tensioactivo a la superficie del soporte o se
sumerge el soporte en el líquido que contiene el agente tensioactivo
para hacer hidrófilos las superficies y los microporos del soporte.
A continuación, el líquido que contiene la resina ligante y el
oligómero catiónico se aplica a la superficie del soporte tratado
hidrófilamente para formar la capa receptora de tinta. Este método
puede producir fácilmente el medio de registro de imágenes que tiene
la propiedad de secado rápido.
El agente tensioactivo puede ser cualquier agente
tensioactivo aniónico, catiónico, anfótero y no iónico. Los agentes
tensioactivos aniónicos incluyen los de tipo de sal carboxilato,
tipo de sal sulfonato y tipo de sal fosfato. Los agentes
tensioactivos catiónicos incluyen los de tipo de sal de amina y tipo
de amonio cuaternario; los agentes tensioactivos anfóteros incluyen
los de tipo betaína y de tipo sulfobetaína, y los agentes
tensioactivos no iónicos incluyen los de tipo polioxialquileno (v.g.
polietilen-glicol), tipo sorbitán y tipo
sorbitol.
Cuando el tratamiento hidrófilo se lleva a cabo
por la aplicación y secado del líquido que contiene el agente
tensioactivo, un medio es preferiblemente agua o un alcohol tal como
etanol. La concentración del agente tensioactivo en el líquido es
usualmente de 1 a 30% en peso, preferiblemente de 5 a 25% en
peso.
Como medio de aplicación, puede utilizarse un
aplicador de recubrimiento convencional tal como un aplicador de
barra, un aplicador de cuchilla, un aplicador de rodillo, o un
aplicador de troquel.
El tratamiento hidrófilo con el agente
tensioactivo puede omitirse, cuando la película porosa total o una
parte próxima a la superficie de la película contiene una cantidad
relativamente grande de partículas de sílice amorfas para impartir
el carácter hidrófilo al soporte. El tamaño de partícula de las
partículas de sílice es usualmente de 0,3 a 10 \mum,
preferiblemente 0,8 a 5 \mum. El contenido de las partículas de
sílice es usualmente de 30 a 60% en peso, preferiblemente de 35 a
55% en peso, basado en el peso total de la película.
El polímero ligante de la capa receptora de tinta
es un poliuretano modificado catiónicamente o un poliéster
modificado catiónicamente. El polímero modificado iónicamente
retiene el pigmento o el colorante en el área impresa del soporte en
cooperación con el oligómero o polímero catiónico y funciona para
mejorar el efecto de prevención del emborronamiento. Desde dicho
punto de vista, es preferible la combinación del polímero modificado
iónicamente y el polímero catiónico. Usualmente se utiliza un
polímero dispersable en agua modificado iónicamente. La capa
receptora de tinta que contiene el polímero modificado
catiónicamente es particularmente ventajosa para mejorar la
resistencia al agua de la imagen impresa con la impresora de chorro
de tinta.
Un ejemplo específico del polímero modificado
iónicamente es un poliuretano modificado iónicamente descrito en el
documento
JP-A-10-181189, que
comprende una mezcla de poliuretano que tiene un grupo ácido
sulfónico en la molécula y epiclorhidrina-poliamida.
La epiclorhidrina-poliamida puede prepararse por
policondensación de ácido adípico y dietilenotriamina con
deshidratación. El poliuretano que tiene un grupo ácido sulfónico en
la molécula se puede preparar por polimerización del primer diol que
tiene un grupo ácido sulfónico en la molécula, el segundo diol que
no tiene ningún grupo ácido sulfónico en la molécula, y un
diisocianato. El primer diol se puede preparar por
transesterificación de sodiosulfoisoftalato de dimetilo con un
diol.
Ejemplos específicos de los polímeros modificados
iónicamente disponibles en el comercio son PATERACOL®
IJ-170 (una pintura que contiene un poliuretano
modificado catiónicamente y polvo inorgánico fino) y PATERACOL®
IJ-21 (una pintura que contiene un poliuretano
modificado catiónicamente y que carece de polvo inorgánico fino)
disponibles ambos de DAINIPPON INK AND CHEMICALS, INC.,
etcétera.
La capa receptora de tinta contiene
preferiblemente un polvo inorgánico fino para aumentar la porosidad
de la capa receptora de tinta y mejorar adicionalmente la propiedad
de secado de la tinta. Como el polvo inorgánico fino, se pueden
utilizar carbonato de calcio, alúmina, arcilla calcinada, sílice
(con inclusión de sílice amorfa), tierra de diatomeas, talco,
dióxido de titanio, sulfato de bario, etcétera. El tamaño de
partícula del polvo fino es usualmente de 0,3 a 10 \mum,
preferiblemente de 0,8 a 5 \mum.
La cantidad del polvo inorgánico fino es
usualmente de 15 a 65 partes en peso, preferiblemente de 25 a 55
partes en peso, basada en las 100 partes en peso del ligante. Cuando
la cantidad del polvo inorgánico fino es demasiado pequeña, la
propiedad del secado de la tinta puede no mejorarse. Cuando la
cantidad del polvo inorgánico fino es demasiado grande, la capa
receptora de al tinta tiende a poseer una resistencia mecánica
insuficiente.
Adicionalmente, la capa receptora de tinta puede
contener otros aditivos tales como un estabilizador frente al calor,
un absorbedor UV, un dispersante, un agente antiestático y un
antioxidante.
La capa receptora de tinta puede formarse, por
ejemplo, por aplicación del líquido que contiene el oligómero
catiónico y el polímero ligante a la superficie hidrófila del
soporte y secado posterior del líquido aplicado. En este caso, el
disolvente es preferiblemente agua o un alcohol.
Alternativamente, se forma primero una capa que
contiene el ligante, y a continuación se aplica el líquido que
contiene el coagulante tal como el polímero catiónico y se seca para
formar la capa receptora de tinta. En particular, cuando el
coagulante es un material que tiene una propiedad formadora de
película alta tal como el polímero catiónico, es fácil formar la
capa receptora de tinta en la cual al menos una parte de la capa
superior está impregnada en la capa base. Esto es, primeramente se
forma la capa base que contiene el polímero ligante para la capa
base, y a continuación se aplica una pintura que contiene el
coagulante sobre la capa base y se seca para formar la capa superior
que contiene el coagulante de tal modo que la capa superior está
localizada cerca de la superficie de la capa base. Cuando la capa
que contiene el ligante (la capa base) se forma primeramente y se
aplica luego la pintura que contiene el coagulante a la superficie
de dicha capa, el coagulante se localiza en la parte de la
superficie de la capa receptora de tinta a la que se aplica la
tinta, y por consiguiente el efecto del coagulante se mejora
ventajosamente. En tal caso, es preferible que la capa base contenga
el polvo inorgánico fino de tal modo que al menos una parte de la
capa superior se impregne fácilmente en la capa base.
Como medio de aplicación utilizado en el proceso
para formar la capa receptora de tinta, puede utilizarse un
aplicador de capa convencional tal como un aplicador de barra, un
aplicador de cuchilla, un aplicador de rodillo, o un aplicador de
troquel.
La concentración del polímero (u oligómero)
catiónico contenida en la pintura para la capa superior es
usualmente de 0,5 a 30% en peso, preferiblemente de 1 a 25% en
peso.
El espesor de la capa total receptora de tinta
puede variar dentro de un amplio intervalo. Por una parte, la capa
receptora de tinta tiene preferiblemente un espesor relativamente
grande para prevenir el emborronamiento de la imagen de tinta. Por
otra parte, la capa receptora de tinta es preferiblemente delgada a
fin de suprimir la disminución del revelado del color debido al
hundimiento del material colorante de la tinta. Desde estos puntos
de vista, el espesor de la capa receptora de tinta es usualmente de
5 a 100 \mum, preferiblemente de 10 a 50 \mum.
Cuando la capa receptora de tinta comprende la
capa base y la capa superior, el espesor de la capa base es
usualmente de 4,7 a 99 \mum, preferiblemente de 9,5 a 49 \mum, y
el de la capa superior se selecciona de tal manera que el espesor de
la capa base esté comprendido dentro de este intervalo, y el espesor
de la capa total receptora de tinta está comprendido dentro del
intervalo definido anteriormente. Por ejemplo, el espesor de la capa
superior que incluye la parte impregnada en la capa base es
usualmente de 0,3 a 40 \mum. En general, el espesor de la capa
superior es menor que el de la capa base.
El medio de registro de imágenes de la presente
invención puede utilizarse para registrar la imagen de tinta con una
impresora tal como una impresora de chorro de tinta.
En general, la tinta comprende un colorante que
comprende un pigmento o un colorante, y un disolvente tal como agua
o un alcohol. El medio de registro de la presente invención tiene
eficiencias particularmente satisfactorias y mejora eficazmente la
propiedad de secado rápido y la resistencia al agua en el registro
con la impresora de chorro de tinta utilizando las tintas acuosas
(que comprenden agua como disolvente). Las condiciones de impresión
pueden ser las mismas que las empleadas para imprimir un papel de
registro convencional. De acuerdo con ello, el medio de registro de
la presente invención es ventajoso en el sentido de que no requiere
condiciones especiales de impresión de ningún tipo.
El medio de registro de la presente invención
puede utilizarse como un material estructural de una hoja adhesiva
para decoración. Por ejemplo, se proporciona una capa adhesiva que
contiene un adhesivo tal como un adhesivo de contacto sobre la
superficie del soporte opuesta a la superficie de fijación de la
tinta, y se proporciona un revestimiento que protege la superficie
adhesiva de la capa adhesiva para formar un estratificado
constituido por el medio de registro, la capa adhesiva y el
revestimiento. Este estratificado se imprime con la impresora como
el medio de registro como tal para imprimir el patrón de decoración
sobre la superficie de fijación de la tinta del medio de registro
(la superficie de la capa receptora de tinta) para obtener la hoja
adhesiva para decoración. La hoja adhesiva de acuerdo con la
presente invención puede adherirse a la superficie de un material
adherente tal como una pared, un tablero de señales, una señal, una
carrocería de vehículo, un vidrio de ventana y decorar el
material
adherente.
adherente.
El soporte utilizado en este ejemplo era una
película porosa que contenía sílice amorfa, que tenía un espesor de
350 \mum, una porosidad de 65% en volumen y un tamaño de poro de
0,01 a 1 \mum. Esta película porosa era Teslin® SP1400 de PPG
Industries.
Sobre una superficie del soporte se aplicó una
pintura que tenía la composición siguiente con un aplicador de barra
y se secó para formar una capa receptora de tinta a fin de obtener
el medio de registro de este ejemplo, que puede utilizarse como
material estructural de una hoja adhesiva para decoración. La capa
aplicada se secó a 100ºC durante 3 minutos, y el espesor de la capa
receptora de tinta era 17 \mum.
- Ligante: PATERACOL®IJ-170 100
partes en peso
- Coagulante: NEOFIX® IJ-150 13
partes en peso
PATERACOL® IJ-170 es una
composición de recubrimiento que contiene un poliuretano modificado
catiónicamente dispersado en agua y aproximadamente 50% en peso de
partículas de sílice, que está disponible de DAINIPPON INK AND
CHEMICALS, INC. NEOFIX® IJ-150 es una composición
de recubrimiento que contiene un oligómero catiónico orgánico que
tiene un grupo de sal de amonio cuaternario en la molécula,
disponible de NIKKA Chemical Co., Ltd.
La cantidad del componente coagulante (el
oligómero orgánico catiónico) en la pintura para la capa receptora
era 20 partes en peso basada en 100 partes en peso del polímero
ligante.
Este ejemplo se refiere a una capa receptora de
tinta que tiene la estructura localizada de una capa superior y una
capa base.
En primer lugar, se preparó una pintura para la
capa base de la misma manera que en el Ejemplo 1 y se formó la capa
base sobre el soporte. A continuación, una pintura para la capa
superior que contenía el coagulante se aplicó a la superficie de la
capa base y se secó para formar la capa receptora de tinta.
El coagulante utilizado en este ejemplo era un
polímero catiónico que tenía un grupo de sal de amonio cuaternario
disponible bajo el nombre comercial de NEOFIX®
IJ-450 (una pintura que contiene 60% en peso de un
polímero catiónico, que se utilizó después de diluirla para reducir
la concentración del polímero catiónico a 3% en peso). La pintura
para la capa superior se aplicó con un aplicador de barra y se secó
a 100ºC durante 3 minutos. El espesor de la capa global receptora de
tinta era 18 \mum.
El medio de registro de este ejemplo se preparó
de la misma manera que en el Ejemplo 2, excepto que un coagulante en
la capa superior se cambió por el siguiente:
WS535 (una resina catiónica de poliamida
disponible de NIPPON PMC Co., Ltd.)
WS535 es una composición de recubrimiento que
contiene 35% en peso de un polímero catiónico, y la concentración
del polímero catiónico en la pintura para la capa superior era 5% en
peso.
Ejemplo Comparativo
1
El medio de registro de este ejemplo se preparó
de la misma manera que en el Ejemplo 1 excepto que no se añadió
coagulante alguno a la pintura para la capa receptora.
Ejemplo Comparativo
2
El medio de registro de este ejemplo se preparó
de la misma manera que en el Ejemplo 1 excepto que se utilizó
sulfato de aluminio\cdot14-18H_{2}O como
coagulante en una pintura para la capa receptora. El contenido del
sulfato de aluminio era 15 partes en peso basado en 100 partes en
peso del polímero ligante.
Ejemplo Comparativo
3
El medio de registro de este ejemplo se preparó
de la misma manera que en el Ejemplo 1 excepto que se utilizó como
soporte una película no porosa. La película no porosa utilizada era
una película blanca de PET que tenía un espesor de 75 \mum
(Crysper®K1211 disponible de TOYOBO).
La superficie de la capa receptora de tinta
(superficie de fijación) del medio de registro de imágenes preparado
en cada ejemplo se imprimió en las condiciones siguientes, y las
propiedades de impresión se prepararon los métodos siguientes.
Los resultados de la evaluación se muestran en
las Tablas 1 y 2.
- Impresora utilizada: Canon BJ F8500
- Tintas utilizadas: BCI-8C
(cian), BCI-8M (magenta), BCI-8Y
(amarillo), BCI-8PC (foto-cian),
BCI-8PM (foto-magenta),
BCI-8PBK (foto-negra)
- Condiciones de impresión:
Modo de impresión: Modo de Calidad Óptima; papel:
papel de alta calidad
- Evaluación de la calidad de impresión
Se imprimió la imagen estándar ISO N2 (imagen de
cafetería) en las condiciones anteriores y se observaron la
coloración y el emborronamiento.
- Densidad de color
Se imprimió un patrón monocromático de cian,
magenta, amarillo o negro y se midió la densidad de color del patrón
impreso con un densitómetro de color Spectrodensitometer®
(disponible de X-Rite).
\newpage
- Cambio de color
Se imprimió un patrón monocromático de cian,
magenta, amarillo o negro y se midió la diferencia de color
(\DeltaE) de cada color del patrón impreso de los Ejemplos
1-2 y el Ejemplo Comparativo 2 utilizando el color
del patrón impreso del Ejemplo Comparativo 1 (sin coagulante) como
estándar.
- Tiempo de secado
Se midió el tiempo al cabo del cual un área
impresa en la cual se mezclaron los cuatro colores cian, magenta,
amarillo y negro (400%) perdía el brillo superficial.
- Resistencia al agua
Se imprimió un patrón monocromático de cian,
magenta, amarillo o negro y se sumergió en agua a 20ºC durante 1
hora. A continuación, se midió la densidad de color de la imagen
patrón y se evaluó la disminución de la densidad de color en
comparación con la anterior a la inmersión. Adicionalmente, se
observó el emborronamiento de la tinta o la condición del patrón
impreso después de la inmersión.
- Impresora utilizada: Noajet III (disponible de
Encad)
- Tintas utilizadas: Tintas de Pigmento Serie
8500 (disponibles de 3M)
- Condiciones de impresión:
Frecuencia del chorro de tinta: 5.000 Hz;
dirección de impresión: una sola dirección; No. de pasadas: 4
pasadas
- Evaluación de la calidad de impresión
Se imprimió un patrón de ensayo incorporado en
las condiciones anteriores, y se observaron la exudación (borrones
en los bordes) y el plumeado (borrones simples).
- Resistencia al agua
Se imprimió un patrón de cian, magenta, amarillo
o negro, y se sumergió en agua a 40ºC durante 1 hora. A
continuación, se midió la densidad de color de la imagen patrón y se
evaluó la disminución de la densidad de color en comparación con la
anterior a la inmersión. Adicionalmente, se observaron el
emborronamiento de la tinta o la condición del patrón impreso
después de la inmersión.
La densidad de color y el tiempo de secado se
midieron de la misma manera que en el caso de la impresión con las
tintas de colorante.
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\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
Claims (12)
1. Un medio de registro de imágenes que
comprende:
(i) un soporte que tiene microporos
transpirables, cuyos superficies y microporos están hechos
hidrófilos, y (ii) una capa receptora de tinta que está
proporcionada sobre la superficie de dicho soporte y comprende (a)
un ligante que es un poliuretano modificado catiónicamente o un
poliéster modificado catiónicamente y (b) un coagulante, en el cual
dicha capa receptora de tinta contiene de 1 a 40 partes en peso de
un oligómero orgánico catiónico que tiene un grupo funcional
catiónico en la molécula, o un polímero catiónico que tiene un grupo
funcional catiónico en la molécula basado en 100 partes en peso de
dicho ligante como dicho coagulante.
2. El medio de registro de imágenes de acuerdo
con la reivindicación 1, en el cual el grupo funcional catiónico de
dicho oligómero o polímero catiónico es al menos un grupo de sal
catiónica funcional seleccionado del grupo constituido por una sal
de sulfonio, una sal de fosfonio, una sal de amonio cuaternario y
una sal de piridinio.
3. El medio de registro de imágenes de acuerdo
con la reivindicación 1 ó 2, en el cual dicho soporte contiene
partículas se sílice amorfa, con lo cual el carácter hidrófilo se
imparte a la superficie y los microporos de dicho soporte.
4. El medio de registro de imágenes de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual dicha capa
receptora de tinta comprende
(ii-1) una capa base que tiene
una superficie negra que está enfrentada a la superficie de dicho
soporte y una primera superficie opuesta a la superficie negra, y
que contiene dicho ligante, y (ii-2) una capa
superior que contiene dicho coagulante, al menos una parte del cual
está impregnado en dicha capa base de tal modo que está localizado
cerca de dicha primera superficie de dicha capa base
y dicha capa superior contiene dicho oligómero
orgánico catiónico, o dicho polímero catiónico.
5. El medio de registro de imágenes de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual el ligante
de dicha capa receptora de tinta es un poliuretano modificado
catiónicamente.
6. El medio de registro de imágenes de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual dicha capa
receptora de tinta contiene un oligómero orgánico catiónico que
tiene un peso molecular medio ponderal de 500 a 10.000.
7. El medio de registro de imágenes de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual dicha capa
receptora de tinta contiene un polímero catiónico que tiene un peso
molecular medio ponderal de 10.000 a 1.000.000.
8. El medio de registro de imágenes de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el cual dicha capa
receptora de tinta contiene un oligómero o polímero orgánico
catiónico que tiene una cadena principal que comprende poliamina,
poliuretano, poliurea, poliéster o polioxialquileno-éter.
9. El medio de registro de imágenes de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el cual dicha capa
receptora de tinta comprende adicionalmente un oligómero orgánico
aniónico que tiene (i) una cadena principal que comprende
poliuretano, poliurea, poliéster o polioxialquileno-éter, y (ii) un
grupo funcional aniónico seleccionado de grupos de sal carboxilato,
grupos de sal sulfonato, y grupos de sal éster de fosfato.
10. El medio de registro de imágenes de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el cual dicho
soporte comprende polietileno, polipropileno,
polimetilpenteno-1, poli(cloruro de vinilo),
poli(cloruro de vinilideno), poliestireno, copolímeros
estireno-buta-dieno-acrilonitrilo,
poliamida, policarbonato, resinas acrílicas, poliésteres,
poliésteres copolímeros, o una mezcla de los mismos.
11. El medio de registro de imágenes de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el cual dicho
soporte tiene una porosidad de 20 a 80% en volumen.
12. El medio de registro de imágenes de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el cual dichas
superficies de soporte y microporos se han recubierto con un agente
tensioactivo antes de ser recubiertas con dicha capa receptora de
tinta.
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