ES2256635T3 - Metodo para producir una composicion espesante de impresion. - Google Patents

Metodo para producir una composicion espesante de impresion.

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Abstract

Método de fabricación de un espesante que comprende: mezclar juntos aceite vegetal y poli(ácido acrílico) para formar una premezcla, y burbujear amoniaco en estado de vapor a través de dicha premezcla.

Description

Método para producir una composición espesante de impresión.
Antecedentes de la invención 1) Campo de la invención
La presente invención se refiere a un método para fabricar una composición espesante de impresión. El espesante se utiliza en composiciones de impresión que tienen tintas, colorantes y/o pigmentos. La composición de impresión se imprime sobre material textil para proporcionar color y diseño. En particular, la composición espesante se añade a la composición de impresión que contiene tinta, colorante o pigmento de tal manera que tiene las características de viscosidad e impresión apropiadas para imprimir de manera adecuada sobre productos textiles de cualquier tipo de construcción. La cantidad de espesante de impresión empleada por los expertos en la técnica es principalmente una cuestión de ensayo y error. El ensayo y error es necesario porque las tintas, pigmentos y colorantes tienen una amplia variedad de características que influyen sobre la pasta de impresión. Más específicamente, la composición espesante de impresión de la presente invención comprende aceite vegetal con o sin aceite mineral, poli(ácido acrílico) (y/o copolímeros acrílicos), material alcalino, y opcionalmente antioxidante.
2) Técnica anterior
Se conocen espesantes para tinta, colorantes y pigmentos. También se conoce la aplicación de tinta, colorantes, o pigmentos a través de la impresión sobre materiales textiles.
La patente de los EE.UU. 4.289.678 concedida a Calder et al. describe un copolímero acrílico como un espesante para tintas. Normalmente, las tintas se emplean para la impresión de periódicos.
La patente de los EE.UU. 4.666.974 concedida a Kesley et al. describe una composición espesante antioxidante. La composición incluye hidróxido de amonio para ajustar el pH. Se describe que el ajuste de pH espesa el medio. También se describe que los espesantes de esta invención son útiles como recubrimientos para materiales textiles, entre otros productos.
La patente de los EE.UU. 5.861.456 concedida a Berte et al describe composiciones espesantes para tintas que incluyen polímeros de ácido acrílico neutralizados con amoniaco.
También se conoce el uso de aceite mineral en composiciones espesantes para tintas. El problema de emplear aceite mineral en tales composiciones es que habitualmente el equipo de impresión se hace funcionar a temperaturas elevadas como 325ºF y superiores, haciendo que se liberen compuestos volátiles a partir del aceite mineral. Estos compuestos orgánicos volátiles suponen un riesgo para la salud de los empleados y riesgos para el medio ambiente.
Por tanto, existe una necesidad de desarrollar una composición espesante para tintas que no suponga un riesgo para la salud o el medio ambiente cuando se imprima a temperaturas elevadas. Por consiguiente, existe una necesidad de un espesante que no tenga o tenga extremadamente poca cantidad de VOC (carbonos orgánicos volátiles) a una temperatura elevada.
Sumario de la invención
La presente invención proporciona un método para fabricar un espesante, comprendiendo el método las etapas de mezclar juntos aceite vegetal y poli(ácido acrílico) para formar una premezcla y burbujear amoniaco en estado de vapor a través de dicha premezcla.
Descripción de las realizaciones preferidas
La composición espesante de la presente invención es muy estable en almacenamiento, no tiene o tiene poca cantidad de VOC, tiene una mejor potenciación del color, y confiere suavidad al artículo textil al que se aplica, como parte de una composición de impresión. La mayoría de estas características las proporciona el aceite vegetal.
Por consideraciones de coste, puede ser deseable sustituir una parte del aceite vegetal por aceite mineral. Sin embargo, los VOC pueden aumentar en los sistemas de impresión que funcionan entre 150-400ºF, dando lugar por tanto a problemas de salud del operario, posibilidad de contaminación medioambiental, y producción de humo o gases.
La presente invención puede producirse a partir de una variedad de aceites vegetales, concretamente: aceite de semilla de algodón, aceite de linaza, aceite de maíz, aceite de coco, aceite de babasú, aceite de oliva, aceite de tung, aceite de cacahuete, aceite de cártamo, aceite de girasol, aceite de perilla, aceite de oiticica, aceite de palma, aceite de canola, aceite de soja y una mezcla de éstos. Una parte del aceite vegetal puede sustituirse por aceite mineral tal como aceite de parafina, o aceite de silicona, o una mezcla de éstos. Puede sustituirse hasta el 50% del aceite vegetal por el aceite mineral. Un aceite vegetal particularmente preferido es el aceite de canola.
Generalmente el aceite vegetal comprende desde el 25 hasta el 75% en peso de la composición espesante. Preferiblemente, el aceite vegetal comprende desde el 30-65% en peso de la composición espesante. Puede sustituirse hasta el 50% del aceite vegetal por aceite mineral.
Poli(ácidos acrílicos) adecuados útiles en la presente invención son poli(ácido acrílico), y copolímeros acrílicos así como una mezcla de éstos. Estos incluyen ácido metacrílico, acrilato de metilo, metacrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de propilo, acrilato de butilo, metilmetacrilato de etilo, metacrilato de propilo, metacrilato de butilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de 2-hidroxietilo, metacrilato de 2-hidroxibutilo, metacrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de 2-hidroxietilo, acrilamida, y mezclas de éstos. También pueden estar presentes pequeñas cantidades de otros copolímeros, monómeros/polímeros compatibles.
Normalmente, el polímero/copolímero de poli(ácido acrílico) comprende desde el 20-70% en peso de la composición espesante. Preferiblemente, el polímero o copolímero de ácido acrílico comprende desde el 40-65% en peso de la composición espesante.
Antioxidantes adecuados para la presente invención son compuestos orgánicos que retrasan la oxidación, el deterioro, el enranciamiento y la formación de goma. Normalmente, aunque opcionalmente, se añaden antioxidantes para conservar el aceite vegetal. El oxígeno prefiere reaccionar antes con los antioxidantes que con el aceite vegetal, evitando así que se estropee, se vuelva rancio, y desarrolle un olor repulsivo. Los antioxidantes típicos se basan en compuestos de amina, fosfitos, sulfuros, sales metálicas, y fenol o compuestos fenólicos. Se prefieren los compuestos fenólicos debido a su tendencia a no manchar ni decolorar el material textil, permitiendo así que la tinta, los colorantes o el pigmento deseados coloreen de manera apropiada el material textil. Se prefieren hidroxianisol butilado (BNA) y particularmente hidroxitolueno butilado (BHT).
El antioxidante comprende desde el 0,5-3% en peso basado en el espesante, y más preferiblemente un intervalo de desde el 0,5-2% en peso del peso total del espesante.
Se requieren cantidades suficientes de materiales alcalinos para elevar el pH del polímero o copolímero "ácido" hidratado hasta un nivel en el que el polímero alcanza su eficacia espesante más elevada. El polímero o copolímeros de ácido acrílico tiene(n) una gama de acidez (algunos de niveles de acidez débil y algunos de niveles de acidez más fuertes). La cantidad y el tipo de material alcalino son opcionales. El material alcalino debe llevar la composición espesante a un pH de entre 5 y 13, preferiblemente de 6-9. Los materiales alcalinos pueden ser compuestos metálicos alcalinos tales como óxidos o hidróxidos de metales alcalinos. Materiales alcalinos típicos son hidróxido de sodio, hidróxido de litio, amoniaco, hidróxido de amonio, aminas, hidróxido de potasio, etc. El material alcalino también podría ser una mezcla de cualquiera de éstos. De éstos, se prefiere amoníaco anhidro.
Para alcanzar un pH en el intervalo de 5-13, normalmente la composición espesante tiene desde un 3-25% en peso de material alcalino. Preferiblemente la cantidad de material alcalino está en un intervalo de 5-10 por ciento en peso, basado en el peso total del espesante.
Pueden añadirse otros componentes opcionales a la composición espesante tales como modificantes reológicos tales como la montmorillonita, o arcillas como la bentonita; emulsionantes como el dodecilbencenosulfonato de sodio, dioctilsulfosuccinato de sodio, y laurilsulfato de sodio; extendedores como el talco, carbonato de calcio, sílice, y similares; y agentes de potenciación como compuestos quelantes, agentes de aumento de cadena, etc. Estos otros componentes opcionales los conocen bien los expertos en la técnica y, si están presentes en la composición espesante, raramente superan el 10% en peso, y normalmente no más del 4-8% en peso, basado en el peso de la composición espesante.
La composición espesante tiene una vida en almacenamiento muy estable lo que se cree que es un beneficio del método o técnica con la que se fabrica. En primer lugar, se combinan uno o más aceites vegetales con o sin aceite mineral con cualquier componente opcional como el antioxidante, emulsionantes, etc. Entonces se combina el poli(ácido acrílico) o copolímero acrílico con el aceite vegetal (o la composición vegetal) hasta que se dispersa uniformemente. Si es necesario ajustar el pH, se añade el material alcalino en una proporción que evite una generación de calor excesiva, hasta que se alcance el pH deseado. Se mezclan los componentes en condiciones ambientales y una vez que está completamente mezclado, puede almacenarse en condiciones ambientales sin el uso de un espacio de cabeza gaseoso inerte.
Composiciones de impresión típicas tienen tinta, colorante o aditivos de pigmento, un aglutinante y un espesante. Generalmente, el espesante de la presente invención se emplea en un intervalo del 1 al 7% en peso de la composición de impresión. La tinta, el colorante o el pigmento pueden consistir en del 0,01 al 30% en peso de la composición de impresión, el aglutinante puede consistir en desde el 3 hasta el 40% en peso de la composición de impresión, el espesante se añade en el intervalo establecido anteriormente, y siendo el resto agua hasta un total del 100%. Más preferiblemente, se emplea la presente composición espesante en un intervalo del 2 al 3% en peso basado en el peso total de la composición de impresión.
La composición espesante de la presente invención se combina uniformemente con la composición de impresión a temperatura y presión ambientales.
Ejemplos
Con los fines de ilustración y comprensión, son ejemplo de la presente invención los siguientes ejemplos.
Ejemplo nº 1 Del 45% al 61% Aceite vegetal, semilla de colza o canola
Del 3% al 5% Modificante reológico, bentonita, montmorillonita
Del 4% al 4% Emulsionante lipófilo
Del 25% al 35% Mono, co o terpolímero acrílico
Del 5% al 15% Amoniaco anhidro
Ejemplo nº 2 Del 30% al 35% Aceite vegetal, semilla de colza o canola
Del 6% al 10% Aceite mineral
Del 3% al 5% Modificante reológico, bentonita
Del 1% al 2% Emulsionante lipófilo
Del 41% al 44% Mono, co o terpolímero acrílico
Del 5% al 15% Amoniaco anhidro
Del 1% al 2% Emulsionante hidrófilo
Ejemplo nº 3 Del 10% al 15% Aceite mineral
Del 32% al 35% Aceite vegetal, semilla de colza o canola
Del 2% al 5% Emulsionante lipófilo
Del 42% al 45% Mono, co o terpolímero acrílico
Del 6% al 8% Amoniaco anhidro
Ejemplo nº 4 Del 33% al 45% Aceite vegetal, semilla de colza o canola
Del 45% al 60% Mono, co o terpolímero acrílico
Del 0,5% al 2,0% Antioxidante, hidroxitolueno butilado (BHT)
Del 6% al 8% Amoniaco anhidro
Procedimiento de mezclado
1. Añadir el o los aceites de medio al recipiente.
2. Añadir la arcilla de caolín para alcanzar la viscosidad deseada del aceite.
3. Añadir el antioxidante al aceite y agitar hasta que se disuelve.
4. Añadir cualquier emulsionante lipófilo deseado a esta mezcla y agitar hasta que se combina o disuelve uniformemente.
5. Añadir el polímero al recipiente y agitar hasta que se dispersa uniformemente.
6. Añadir el material alcalino en cantidad suficiente para producir el pH deseado y a una velocidad que evite una generación de calor excesiva.
7. Añadir cualquier emulsionante hidrófilo deseado.
Cada uno de los ejemplos anteriores tendría un porcentaje de VOC del 0,0% con la sustracción del material alcalino. La impresión de una composición que contiene tinta, colorante o pigmento (0,01-30% en peso); aglutinante (3-40% en peso); espesante de la presente invención (1-7% en peso); y agua hasta el 100%, sobre una tela tejida de algodón y el posterior secado a 400ºF no presentarán humo.

Claims (6)

1. Método de fabricación de un espesante que comprende: mezclar juntos aceite vegetal y poli(ácido acrílico) para formar una premezcla, y burbujear amoniaco en estado de vapor a través de dicha premezcla.
2. Método según la reivindicación 1, en el que dicha premezcla también contiene un antioxidante.
3. Método según la reivindicación 1, en el que dicho aceite vegetal se selecciona del grupo que consiste en aceites de semilla de algodón, linaza, maíz, coco, babasú, oliva, tung, cacahuete, cártamo, girasol, perilla, oiticica, palma, canola, soja y una mezcla de éstos.
4. Método según la reivindicación 1, en el que dicho poli(ácido acrílico) o polímero acrílico se selecciona de la clase de ácido metacrílico, acrilato de metilo, metacrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de propilo, acrilato de butilo, metilmetacrilato de etilo, metacrilato de propilo, metacrilato de butilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de 2-hidroxietilo, metacrilato de 2-hidroxibutilo, metacrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de 2-hidroxietilo, acrilamida, y mezclas de éstos.
5. Método según la reivindicación 1, que incluye además un antioxidante, dicho antioxidante se selecciona de la clase que consiste en aminas, fenoles, fosfitos, sulfuros, y sales de metales.
6. Método según la reivindicación 5, en el que dicho antioxidante es hidroxianisol butilado (BNA), o hidroxitolueno butilado (BHT).
ES03021488T 2002-11-22 2003-09-23 Metodo para producir una composicion espesante de impresion. Expired - Lifetime ES2256635T3 (es)

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