ES2260645T3 - Composicion de tinta. - Google Patents
Composicion de tinta.Info
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Abstract
Una composición de tinta no acuosa curable mediante UV para imprimir por inyección de tinta que comprende un colorante, un diluyente orgánico curable mediante UV y un tensioactivo en la que el tensioactivo es un polidimetilsiloxano de bloques modificado por tetraacrilato copolimérico con quince unidades de dimetilsiloxano.
Description
Composición de tinta.
La presente invención se refiere a tintas para
imprimir. En particular, la presente invención se refiere a
composiciones de tinta no acuosa curable mediante UV que son
adecuadas para su uso al imprimir por inyección de tinta.
Las composiciones de tinta curable mediante UV
se han usado durante varios años en aplicaciones tradicionales para
imprimir tales como impresión flexográfica y serigrafía. El
desarrollo de monómeros de UV "limpios" (por ejemplo, no
dañinos, tóxicos, mutágenos, teratogénicos, cancerosos, etc.) en los
últimos años ha dado como resultado que las tintas que utilizan
dichos materiales se están usando en aplicaciones distintas de las
aplicaciones tradicionales para imprimir. Por ejemplo, la tecnología
de tinta curable mediante UV ha demostrado tener aplicación al
imprimir por inyección de tinta (Caiger, UV Curing Ink Jet Inks,
Why? Now?; 6th Annual European Annual Ink Jet Printing Conference,
Nov. 1998).
El uso de composiciones de tinta para inyección
de tinta curable mediante UV pueden proporcionar las siguientes
ventajas:
- \bullet
- durabilidad mejorada de la imagen impresa;
- \bullet
- calidad mejorada de impresión sobre sustratos no porosos;
- \bullet
- alta calidad de imagen;
- \bullet
- no producción de compuestos orgánicos volátiles ("COV") a medida que se seca la tinta;
- \bullet
- eliminación del calentamiento para retirar el agua;
- \bullet
- alta fiabilidad de inyección de tinta; y
- \bullet
- escaso mantenimiento y limpieza del cabezal de impresión.
Aunque las tintas curables mediante UV
actualmente son objeto de un gran interés, el éxito comercial de los
sistemas para imprimir que usan dichas tintas es lento. Se citan con
frecuencia las siguientes desventajas como razones para ello:
- \bullet
- alto coste de equipos de UV;
- \bullet
- alto coste de materiales;
- \bullet
- cuestiones de seguridad detectadas en el manejo de tintas que contienen materiales curables mediante UV;
- \bullet
- naturaleza peligrosa detectada en los monómeros curables mediante UV; y
- \bullet
- escasos conocimientos industriales.
Las ventajas anteriormente mencionadas son tales
que la industria de inyección de tinta en general está dedicando
importantes esfuerzos al desarrollo de soluciones para imprimir por
inyección de tinta y sistemas que utilizan tintas curables mediante
UV y, así, reducir poco a poco la enumeración anterior de
desventajas.
Las siguientes publicaciones describen ejemplos
de composiciones de tinta de impresión por inyección de tinta
curable mediante UV.
El documento
US-A-5275646 (Marshall y col.,
publicado el 4 de enero de 1994) describe una tinta para inyección
de tinta que comprende un colorante, un componente conductivo polar
y uno o más monómeros polimerizables. Normalmente, la tinta
comprende hasta 70% en peso de monómero monofuncional, por ejemplo,
un compuesto de vinilo o un éster de ácido (met)acrílico, y
habitualmente hasta 70% en peso de monómero disfuncional, por
ejemplo, diacrilato de tripropilenglicol. La tinta puede comprender
adicionalmente hasta 10% en peso de monómero trifuncional o
superior, por ejemplo, triacrilato de trimetilolpropano etiloxilado.
El contenido total de monómeros polimerizables habitualmente será de
50 a 95% en peso. Se puede incorporar material polimerizable
adicional a la tinta con el fin de proporcionar una viscosidad
incrementada de hasta 50 cps a 25ºC. La composición puede comprender
adicionalmente un fotoiniciador, un estabilizador y un agente
humectante tal como un tensioactivo industrial a base de disolventes
orgánicos.
El documento
WO-A-99/29787 (Johnson y col.,
publicado el 17 de junio de 1999) describe una tinta para inyección
de tinta curable mediante radiación con una viscosidad de no más de
35 cps a 30ºC que comprende un colorante, un diluyente que consiste
esencialmente en material líquido reactivo y, opcionalmente, al
menos un catalizador de fotopolimerización. El material líquido
reactivo comprende material tanto monofuncional, por ejemplo
monoacrilato(s), como polifuncional, por ejemplo diacrilatos
y triacrilatos, y de 5 a 30% en peso de al menos un oligómero (o
"prepolímero"). El material reactivo comprende una mezcla de al
menos 20% en peso de monómero, por ejemplo acrilatos y sus derivados
alcoxi o polialcoxi, y al menos 5% en peso de oligómero, por ejemplo
acrilatos de poliéster, acrilato uretano y epoxiacrilato tales como
Actilane® 251, que es un prepolímero acrilato uretano trifuncional.
Los acrilatos alcoxilados no se consideran oligómeros. El material
reactivo puede comprender también de 0,1 a 0,6% en peso de un
derivado de silicona polimerizable, tal como un acrilato de poliéter
de silicona para ajustar la tensión superficial de la tinta. El
único acrilato de poliéter de silicona ejemplificado es Tego® Rad
2200 que se usa habitualmente a una concentración de 0,4% en peso.
Los diacrilatos preferidos incluyen diacrilato de dipropilenglicol y
los triacrilatos preferidos incluyen triacrilato de
trimetilolpropano etoxilado. La composición puede comprender un
agente dispersante tal como Solsperse^{TM} en el intervalo de 15 a
100% en peso del pigmento. El colorante puede ser negro de carbono o
un tinte de pigmento tal como Irgalite® Blue GLVO.
El documento
US-A-6114406 (Caiger y col.,
publicado el 28 de agosto de 1997 como el documento
WO-A-97/31071) describe una
composición de tinta para inyección de tinta curable mediante
radiación que comprende de 80 a 95% en peso de material de monómero
de acrilato polifuncional alcoxilado y/o polifuncional
polialcoxilado y un fotoiniciador. El material de monómero de
acrilato polifuncional alcoxilado y polialcoxilado preferiblemente
comprende uno o más diacrilatos o triacrilatos y ejemplos adecuados
incluyen derivados etoxilados de triacetato de trimetilpropano. Las
composiciones pueden comprender hasta 5% en peso de material no
alcoxilado monofuncional o polifuncional curable mediante radiación
tal como diacetato de tripropilenglicol, aunque se prefiere que
tales componentes se omitan todos juntos. Las composiciones de tinta
pueden comprender también tensioactivos y/u otros agentes
humectantes. Preferiblemente los tensioactivos adecuados son no
iónicos y están incluidos en una cantidad de 0,1 a 10% en peso.
Una tinta para imprimir por inyección de tinta
debe presentar las tres características siguientes:
- \bullet
- buen rendimiento del cabezal de impresión, es decir, poca o ninguna pérdida de los inyectores en un cabezal de impresión por inyección de tinta;
- \bullet
- buena formación de gotas entre el cabezal para imprimir y el sustrato que va a imprimir; y
- \bullet
- alta calidad al imprimir sobre la superficie del sustrato.
La tensión superficial de la tinta es importante
tanto para la formación de gotas como para la humidificación de la
superficie del sustrato y por ello es importante para la calidad al
imprimir. Las tintas para imprimir por inyección de tinta existentes
tienen una o quizás dos de estas características. Por ejemplo,
algunas tintas para imprimir presentan buena humidificación y
tensión superficial y por ello proporcionan alta calidad al imprimir
pero no presentan buen rendimiento del cabezal de impresión mientras
que, para otras tintas para imprimir, sucede lo contrario. En otras
palabras, es difícil conseguir el perfecto equilibrio entre buen
rendimiento del cabezal de impresión y alta calidad al imprimir.
Los inventores creen que la elección del tensioactivo es crucial
para el rendimiento general de la tinta.
Existe un problema particular al imprimir
paquetes para productos alimenticios, en particular productos
alimenticios líquidos tales como leche y zumo de naranja, para los
que, actualmente, no existe un modo económico y eficiente para
imprimir trabajos gráficos detallados directamente sobre productos
alimenticios empaquetados. En lugar de esto, el material del que
está formado el paquete, por ejemplo el cartón, habitualmente está
previamente impreso antes de que se le dé la forma de paquete. Sin
embargo, existe el inconveniente de que para paquetes especiales
para promociones, anuncios, etc. deben planificarse con mucho tiempo
de antelación y a veces simplemente no hay suficiente tiempo
disponible, de manera que las pegatinas, etiquetas o marbetes tienen
que usarse junto con el paquete habitual. En un aspecto preferido,
la presente invención proporciona una composición de tinta para
imprimir por inyección de tinta que se puede usar en paquetes de
productos alimenticios a los que se ha dado forma previamente que se
pueden usar en una cadena de empaquetamiento para imprimir material
de empaquetado posterior a su transformación en
contenedores.
contenedores.
Cualquier compuesto que pudiera entrar en
contacto con comida debe cumplir todas las normas relevantes
sanitarias y de seguridad. Por lo tanto, es un aspecto preferido
adicional de la presente invención que todos los componentes usados
en la composición de tinta se ajusten a estas normas.
Las composiciones de tinta preferidas son
resistentes al calor y al peróxido de hidrógeno que se encuentran en
etapas de los procesos de empaquetado. Además, debido a la
naturaleza de los productos alimenticios que se van a empaquetar,
una vez impresos, la composición de tinta preferiblemente es
resistente al ácido láctico, al ácido cítrico y al
"corrimiento", es decir, a la pérdida de tinta del empaquetado.
Adicionalmente, la tinta también satisface de forma deseable todos
los requisitos habituales tales como alta adherencia de sustratos,
resistencia a los arañazos y escaso tiempo de curado, etc.
Según un primer aspecto de la presente
invención, se proporciona una composición de tinta no acuosa curable
mediante UV para imprimir por inyección de tinta que comprende un
colorante, un diluyente orgánico curable mediante UV y un
tensioactivo en la que el tensioactivo es un polidimetilsiloxano de
bloques modificado con tetracrilato copolimérico con quince unidades
de dimetilsiloxano.
Preferiblemente, la composición provoca la
pérdida de no más del 5% de los inyectores de un cabezal de
impresión por inyección de tinta después de 750 impresiones y
proporciona una relación hueco-área de no más de 0,05. Más
preferiblemente, la composición provoca la pérdida de no más de 1%
de los inyectores de un cabezal de impresión por inyección de tinta
después de 750 impresiones y preferiblemente proporciona una
relación hueco-área de no más de 0,02, más preferiblemente de
0,007.
Es poco probable que la pérdida de un inyector
se deba a la obstrucción. Es más probable que un inyector deje de
funcionar porque se ha desimprimado al imprimir.
El término "impresión" se refiere a una
imagen estándar de prueba reproducida en la figura 2 y detallada
adicionalmente en el ejemplo 5. La "relación hueco-área" se
calcula analizando un área de la impresión y contando el número de
píxeles blancos y dividiendo este número por el número total de
píxeles. Este procedimiento de análisis se explica adicionalmente en
el ejemplo 5.
Una ventaja de la presente invención es que la
composición de tinta presenta un rendimiento del cabezal de
impresión, formación de gotas y calidad al imprimir excelentes.
Además, la tinta puede estar hecha de componentes que satisfagan
todos los criterios anteriormente mencionados y se puede curar
rápidamente.
La composición de tinta puede comprender desde
aproximadamente 0,01 a aproximadamente 2% en peso de tensioactivo
pero, preferiblemente, comprende aproximadamente 0,1 a
aproximadamente 0,5% en peso, por ejemplo aproximadamente 0,3% en
peso de tensioactivo.
Se prefiere que el tensioactivo no esté
adicionalmente modificado orgánicamente. Los tensioactivos
preferidos no están modificados con poliéter.
El tensioactivo es preferiblemente Addid® 300
(un derivado de tetraacetato copolimérico de polidimetilsiloxano de
bloques con quince unidades de dimetilsiloxano) producido por
Wacker-Chemie GmbH (División de siliconas) de
Hanns-Seidel-Platz 4,
D-81737 Munich, Alemania.
Existen muchos tipos diferentes de colorante y
cualquier colorante se puede usar dado que es compatible con los
componentes restantes de la composición de tinta. La tinta negra se
puede producir usando negro de carbono mientras que la tinta cian se
puede producir usando Irgalite® Blue GLVO. Las tintas amarilla y
magenta se pueden producir usando Cromophtal Yellow 131AK y
Cromophtal Magenta ST respectivamente. Los colorantes preferidos son
pigmentos, aunque se pueden usar tintas en su lugar. La intensidad
del color de la tinta depende de la concentración del colorante. Las
tintes preferidas tienen una concentración de colorante desde
aproximadamente 1 a aproximadamente 10% en peso, más
preferiblemente de aproximadamente 3 a aproximadamente 6% en peso y
habitualmente aproximadamente 4,5% en peso.
El diluyente orgánico curable mediante UV puede
comprender uno o más monómeros u oligómeros polimerizables. Los
compuestos polimerizables adecuados incluyen alquilacrilatos tales
como acrilatos de octadecilo (por ejemplo, "ODA")
glicolacrilatos tales como diacrilato de dipropilenglicol
("DPGDA"), glicolacrilatos alcoxilados tales como triacrilato
de trimetilolpropano etoxilado y diacrilato de neopentilglicol
propoxilado y agentes entrecruzadores tales como hexaacrilato de
dipentaeritritol ("DPHA"). El diluyente orgánico curable
mediante UV comprende desde aproximadamente 75 a aproximadamente 95%
en peso de la cantidad total de los componentes en tintas preferidas
y habitualmente aproximadamente 85% en peso de la cantidad
total.
La composición de tinta puede comprender
adicionalmente uno o más fotoiniciadores. Los fotoiniciadores
adecuados incluyen
2-bencil-2-dimetilamino-1-(4-morfolinofenil)-butanona-1
(Irgacure® 369),
bis(2,4,6-trimetilbenzoil)-fenilfosfinoóxido
(Irgacure® 819),
2-hidroxi-2-metil-1-fenil-propano-1-ono
(Darocur® 1173) y
bis(2,6-dimetoxibenzoil)-2,4,4-trimetilpentilfosfinoóxido
(se suministra una mezcla 3:1 de los dos últimos fotoiniciadores
bajo el nombre comercial Irgacure® 1700). La cantidad total de
fotoiniciador(es) comprende desde aproximadamente 3 a
aproximadamente 20% en peso de la cantidad total de la composición
de tinta y habitualmente aproximadamente 9% en peso de la cantidad
total. Un sistema fotoiniciador preferido es una mezcla 1:1:1 de
Irgacure® 369, 819 y 1700.
La composición puede comprender también un
sistema dispersante que incluye al menos un agente dispersante y,
opcionalmente, un sinergista dispersante. Los dispersantes adecuados
incluyen Solsperse™ 24000 y 32000 y los sinergistas de dispersión
adecuados incluyen Solsperse™ 5000 y 22000. El sistema dispersante
puede estar presente en desde aproximadamente 15 a aproximadamente
50% en peso basado en la cantidad total de colorante y,
habitualmente el 27,5% en peso de esta cantidad total.
Las composiciones de tinta preferidas consisten
esencialmente en:
de aproximadamente 1 a 10% en peso de
colorante;
de aproximadamente 15 a 50% en peso de sistema
dispersante (basado en la cantidad de colorante);
de aproximadamente 75 a aproximadamente 95% en
peso de diluyente orgánico curable mediante UV;
de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 2% en
peso de tensioactivo; y
de aproximadamente 3 a aproximadamente 20% en
peso de fotoiniciador,
en las que la cantidad total de estos
componentes equivale a 100% en peso.
Debe entenderse que las composiciones de la
presente invención puede reformularse para un rendimiento óptimo
dependiendo de la combinación particular de componentes elegidos.
Además, las proporciones se calculan basándose en el peso total de
la composición final a menos que se establezca lo contrario.
En un segundo aspecto de la presente invención,
se proporciona un cartucho de tinta para imprimir por inyección de
tinta que contiene una composición de tinta según el primer aspecto
de la presente invención.
En un tercer aspecto de la presente invención se
proporciona un procedimiento para producir un sustrato impreso que
comprende imprimir por inyección de tinta el sustrato con una
composición de tinta según el primer aspecto de la presente
invención y que expone después el sustrato a radiación UV. En formas
de realización preferidas, el sustrato es un paquete que contiene un
producto alimenticio, en particular un producto alimenticio líquido
tales como leche o zumo de frutas. El sustrato también puede ser un
entramado de material de empaquetado de productos alimenticios en
posterior a la transformación en paquete.
La presente invención se describirá
adicionalmente a continuación por medio de los siguientes ejemplos
de formas de realización de la invención preferidas actualmente con
referencia a las figuras en las que:
la figura 1 es una representación gráfica de
la estabilidad de una composición de tinta según la presente
invención; y
la figura 2 es una reproducción de la imagen
estándar de prueba usada durante las pruebas de la composiciones de
tinta de la presente invención.
Ejemplo
1
La Dispersión A se preparó a partir de los
siguientes componentes:
| Componente | Proporción (% en peso) |
| Regal® 660 negro de carbono | 8,0 |
| Solsperse™ 5000 | 0,2 |
| Solsperse™ 24000 | 2,0 |
| DPGDA | 64,9 |
| SR-499 | 12,45 |
| SR-454 | 12,45 |
Los componentes se añadieron a un recipiente de
mezclado limpio y se mezcló usando un mezclador de alta cizalladura
de alta velocidad (suministrado por Silverson Machines Ltd,
Waterside, Chesham, Bucks, HP5 1PQ, Reino Unido) durante 30 minutos.
La mezcla se transfirió después a un molino de perlas horizontal
Eiger Terrance Ltd., 40 Hardwick Grange, Woolston, Warrington,
Cheshire WA1 4RF, Reino Unido, que contiene perlas de 1 mm de
diámetro de zirconio dopado con itrio y molidas a 3.000 rpm durante
dos horas.
La Dispersión A entonces se dejó reposar por la
adición de los siguientes componentes para producir la Formulación
de Tinta A (negro) con una concentración de pigmentos de 4,5% en
peso.
| Componentes | Proporción (% en peso) |
| Dispersión A | 12,50 |
| Irgacure® 369:1700:819 | 8,49 |
| (1,0:1,0:1,0) | |
| DPGDA | 18,925 |
| SR-9003 | 56,775 |
| DPHA | 3,0 |
| Addid® 300 | 0,3 |
| Viscosidad (cps; 25°C) | 21,1 |
| \bullet \begin{minipage}[t]{152mm} Regal^{TM} 660 es un pigmento de negro de carbono suministrado por Cabot Corporation de Two Seaport Lane, Suite 1300, Boston, MA 02210, EE.UU.;\end{minipage} | |
| \bullet \begin{minipage}[t]{152mm} Solsperse^{TM} 24000 es un hiperdispersante de bajo peso molecular suministrado por Avecia Pigments and Additives de Hexagon House, Blackley, Manchester, M9 8ZS, Reino Unido;\end{minipage} | |
| \bullet Solsperse^{TM} 5000 es un sinergista dispersante suministrado por Avecia; | |
| \bullet \begin{minipage}[t]{152mm} DPGDA es diacrilato de dipropilenglicol suministrado por UCB S.A. (Sector Químico) de Business Unit Industrial Coatings \amp{1} Graphics, Anderlecht Str. 33, B-1620 Drogenbos, Bélgica;\end{minipage} | |
| \bullet \begin{minipage}[t]{152mm} SR-454 es triacrilato de trimetilolpropano etoxilado(3) suministrado por Sartomer Company Inc. De Oaklands Corporate Center, 502 Thomas Jones Way, Exton, Pennsylvania 19341, EE.UU.;\end{minipage} | |
| \bullet SR-499 es triacrilato de trimetilolpropano etoxilado(6) suministrado por Sartomer; | |
| \bullet \begin{minipage}[t]{152mm} Irgacure\registrado 369, 1700 y 819 son fotoiniciadores suministrados por Ciba Speciality Chemicals PLC de Carter Way, Macclesfield, Chesire SK10 2NX, Reino Unido;\end{minipage} | |
| \bullet SR-9003 es diacrilato de neopentilglicol propoxilado(2) suministrado por Sartomer; | |
| \bullet DPHA es hexaacrilato de dipentaeritritol suministrado por UCB; y | |
| \bullet Addid\registrado 300 es un tensioactivo de polidimetilsiloxano modificado con acrilato suministrado por Wacker. |
Los componentes se añadieron a un recipiente de
mezclado limpio y se mezclaron usando un mezclador de alta
cizalladura Silverson de alta velocidad (suministrado por Silverson
Machines Ltd) durante 30 minutos. La tinta se filtró entonces a 1
\mum y se depuró con helio antes del ensayo las pruebas en un
cabezal de impresión.
Ejemplo
2
La estabilidad de la Formulación de Tinta A se
midió usando un sedimentómetro Turbiscan MA2000 (fabricado por
Formulaction de 10, Impasse Borde Basse, 31240 L'Union, Francia).
Los barridos se tomaron a intervalos regulares durante un periodo de
casi 28 horas y los resultados se muestran en el gráfico de la
figura 1. El gráfico traza el grado de retrodispersión de luz a
través de una muestra de la composición de tinta a intervalos de
tiempo regulares mostrados en el lado derecho.
La sedimentometría generalmente es una técnica
muy sensible y las tintas inestables normalmente muestra signos de
asentamiento y crecimiento del tamaño de partículas en las primeras
pocas horas. No se observó ningún efecto durante todo el periodo de
medición, que es una buena indicación de que la Formulación A tiene
excelente estabilidad a largo plazo.
Ejemplo
3
La adhesión y humidificación de una gama de
tintas para imprimir por inyección de tinta comercialmente
disponibles se midieron y compararon con las de la Formulación A.
La adhesión plena se probó tanto con una prueba de arañazos con la
uña como una prueba de adhesión con cinta Scotch™. Cada una de las
muestras probadas se evaluó después visualmente para la retirada de
tinta y se puntuó sobre una escala del 1 (mala-toda
la tinta retirada) al 5 (excelente-sin tinta
retirada). La humidificación de las tintas sobre el sustrato también
se evaluó visualmente sobre una escala del 1 (mala humidificación)
al 5 (humidificación excelente). Los resultados de las pruebas
comparativas se muestran en la Tabla 1.
| Sericol® | Sericol® | Sericol® | Sericol® | Xaar® | Xaar® | Tinta A | |
| Cyan | Magenta | Yellow | Black | Cyan | Yellow | ||
| Humidificación | 2 | 3 | 2 | 2 | 4 | 4 | 5 |
| Adhesión | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
4
La Dispersión B se preparó a partir de los
siguientes componentes usando el proceso descrito en el Ejemplo
1.
\vskip1.000000\baselineskip
| Componente | Proporción (% en peso) |
| Regal™ 660 negro de carbono | 8,0 |
| Solsperse™ 5000 | 0,2 |
| Solsperse™ 24000 | 2,0 |
| DPGDA | 64,9 |
| SR-499 | 12,45 |
| SR-454 | 12,45 |
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación, la Dispersión B se dejó reposar
por la adición de los siguientes componentes usando el proceso
descrito en el ejemplo 1 para producir la Formulación de Tinta B
(negro) con una concentración de pigmentos de 4,5% en peso.
\vskip1.000000\baselineskip
| Componentes | Proporción (% en peso) |
| Dispersión B | 56,25 |
| Irgacure® 369:1700:819 | 9,0 |
| (1,0:1,0:1,0) | |
| DPGDA | 9,435 |
| SR-9003 | 22,015 |
| DPHA | 3,0 |
| Addid® 300 | 0,3 |
| Viscosidad (cps; 25°C) | 35,3 |
\newpage
Ejemplo
5
Se han llevado a cabo estudios para comparar el
rendimiento del cabezal de impresión y humidificación de la
Formulación de Tinta B con formulaciones de tinta análogas (que
difieren solo en la elección del tensioactivo). Las tintas
comparativas se hicieron del mismo modo que en la Formulación B del
Ejemplo 4.
\vskip1.000000\baselineskip
| Componentes | Formulación de | Tinta Comparativa | Formulación de |
| Tinta B | A | Tinta C | |
| Dispersión B | 56,25 | 56,25 | 54 |
| Irgacure™ 369:1700:819 | 9 | 9 | 8,64 |
| (1,0:1,0:1,0) | |||
| DPGDA | 9,435 | 9,735 | 9,0576 |
| SR-9003 | 22,015 | 22,015 | 21,1344 |
| DPHA | 3 | 3 | 2,88 |
| Addid® 300 | 0,3 | - | 0,288 |
| Actilane® 251 | - | - | 4 |
| Viscosidad | 31,4 | 29,0 | 36,6 |
| (cps; 25°C) | |||
| Tensión superficial, | 25,2 | 36,0 | 26,3 |
| dinas/cm |
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
| Componentes | Tinta | Tinta | Tinta | Tinta |
| Comparativa B | Compartiva C | Comparativa D | Comparativa E | |
| Dispersión B | 56,25 | 56,25 | 56,25 | 56,25 |
| Irgacure™ 369:1700:819 | 9 | 9 | 9 | 9 |
| (1,0:1,0:1,0) | ||||
| DPGDA | 9,435 | 9,435 | 9,435 | 9,435 |
| SR-9003 | 22,015 | 22,015 | 22,015 | 22,015 |
| DPHA | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Tego® Rad | 0,3 | - | - | - |
| 2200 N | ||||
| Tego® Rad 2250 | - | 0,3 | - | - |
| EFKA® 3232 | - | - | 0,3 | - |
| EFKA® 3883 | - | - | - | 0,3 |
| Viscosidad (cps; 25°C) | 30,2 | 30,6 | 30,9 | 30,6 |
| Tensión superficial, | 25,0 | 25,2 | 26,5 | 29,5 |
| dinas/cm |
(Continuación)
| Componentes | Tinta | Tinta | Tinta | Formulación de |
| Comparativa F | Comparativa G | Comparativa H | Tinta Comparativa D | |
| Dispersión B | 56,25 | 56,25 | 56,25 | 56,25 |
| Irgacure 369:1700:819 | 9 | 9 | 9 | 9 |
| (1,0:1,0:1,0) | ||||
| DPGDA | 9,435 | 9,435 | 9,435 | 9,435 |
| SR-9003 | 22,015 | 22,015 | 22,015 | 22,015 |
| DPHA | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Resiflow™ FL9 | 0,3 | - | - | - |
| Dow Corning 30 | - | 0,3 | - | - |
| BYK® -UV 3500 | - | - | 0,3 | - |
| BYK® 333 | - | - | - | 0,3 |
| Viscosidad (cps; 25°C) | 30,7 | 30,7 | 31,1 | 30,1 |
| Tensión superficial | 36,0 | 26,3 | 25,2 | 24,3 |
| (dinas/cm) | ||||
| \bullet \begin{minipage}[t]{155mm} Tego\registrado Rad 2200 es un acrilatopoliéter de silicona suministrado por Tego Chemie Service GmbH de Goldsmidtstr. 100, 45127 Essen, Alemania;\end{minipage} | ||||
| \bullet Tego\registrado Rad 2250 es un acrilatopoliéter de silicona suministrado por Tego Chemie Service GmbH; | ||||
| \bullet \begin{minipage}[t]{155mm} EFKA\registrado -3232 es un polisiloxano modificado orgánicamente suministrado por EFKA Chemicals B.V. de Noorderlaan 11, P.O. Box 358, 2180 AJ Hillegom, Países Bajos;\end{minipage} | ||||
| \bullet \begin{minipage}[t]{155mm} EFKA\registrado -3883 es un polímero modificado con polisiloxano con grupos terminales insaturados suministrado por EFKA Chemicals B.V.;\end{minipage} | ||||
| \bullet \begin{minipage}[t]{155mm} Resiflow^{TM} FL9 es un oligómero acrílico sin silicona suministrado por Worlee Chemie GmbH de Sollerstrasse 12-16, D-21481 Lauenburg, Alemania;\end{minipage} | ||||
| \bullet \begin{minipage}[t]{155mm} Dow Corning\registrado 30 es un polidimetilsiloxano modificado con poliéter suministrado por Dow Corning Europe de Rue General de Gaulle 62, B-1310 La Hulpe, Bélgica;\end{minipage} | ||||
| \bullet \begin{minipage}[t]{155mm} BYK\registrado -UV 3500 es un polidimetilsiloxano acrílico funcional modificado con poliéter suministrado por BYK-Chemie GmbH; y\end{minipage} | ||||
| \bullet \begin{minipage}[t]{155mm} BYK\registrado -333 es un polidimetilsiloxano acrílico funcional modificado con poliéter suministrado por BYK-Chemie GmbH.\end{minipage} | ||||
La Tinta Comparativa A es la Formulación de
Tinta B sin el agente humectante Addid® 300. La Formulación de Tinta
C es la Formulación de Tinta B con 4% en peso de Actilane® 251, un
aditivo de uretanoacrilato alifático (cuyo uso se describe en el
documento WO-A-99/29787)
suministrado por Akzo Nobel Resins B.V. de Synthesebaan 1, 4616 RB,
Bergen op Zoom. Las tintas Comparativas B a H y la Formulación de
Tinta D son formulaciones análogas a la Formulación de Tinta B, en
la que el Addid® 300 ha sido sustituido por un agente humectante
alternativo a una concentración de 0,3% en peso.
Para conocimiento de los inventores, mientras
todos los tensioactivos probados pueden haberse usado como aditivos
en otros tipos de tinta para imprimir, ninguno de ellos se ha usado
hasta ahora en tinta para imprimir por inyección de tinta, que tiene
el requisito adicional de un buen rendimiento del cabezal de
impresión. Todas las proporciones están calculadas sobre una base de
% en peso del peso total de las composiciones a menos que se
establezca lo
contrario.
contrario.
El rendimiento del cabezal de impresión se
evaluó observando el número de inyectores (de los 125 inyectores de
un cabezal de impresión XJ500 proporcionado por XaarJet AB de
Elektronikhojden 10, SE-175 43, Järfälla, Suecia)
que se perdieron después de 100, 500 ó 750 impresiones y la
humidificación se cuantificó comparando la "relación
hueco-área" para cada tinta.
La "impresión" es un bloque sólido de color
de 125 píxeles de ancho (es decir, la anchura de una sección del
cabezal de impresión usado) y 500 píxeles de largo seguidos de un
patrón de comprobación del inyector. La imagen se imprimió a la
frecuencia especificada o deseada para la prueba, que, en este caso,
era de 3,6 kHz. Una copia de la imagen usada en las pruebas se
representa en la figura 2.
La "relación hueco-área" proporciona una
indicación de la calidad de la formación de gotas y de la
humidificación del sustrato y se calcula analizando un área de la
impresión y contando el número de píxeles blancos y dividiendo este
número por el número total de píxeles. La diferencia entre un
"pixel blanco" y un "pixel negro" se define por el umbral
de escala de grises. Existen 256 niveles de escala de grises desde 0
(blanco) hasta 255 (negro). Para los fines de estos estudios, los
inventores definieron un "pixel blanco" como un pixel con una
escala de grises de no más de 50. Todas las mediciones se hicieron
usando el Sistema de Análisis de Calidad de Imagen ImageXpert
suministrado por VisionJet Ltd de Lumen House, Lumen Rd, Royston,
Herts SG8 7AG, Reino Unido.
Las muestras de impresión de prueba se
imprimieron usando el cabezal de impresión XJ500 suministrado por
XaarJet AB y después se curó y se analizó la humidificación usando
el sistema ImageXpert como se describe a continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
La configuración para la secuencia del
ImageXpert es:
- Procesamiento:
- Conectividad
- Parámetros:
- Partes claras
- Características de selección:
- Área
- Medición:
- Tipo: \hskip0,5cm Área
- \quad
- Entradas: Área
\vskip1.000000\baselineskip
El área de análisis (región de interés o
"RDI") es el área completa de la ventana de captura. Los
dibujos se capturaron usando el sistema de cámara estándar de área
pequeña, con el zoom mínimo configurado. Primero, el área total de
la RDI se midió configurando el umbral a 0 (de forma que se cuenten
todos los píxeles) y realizando la medición. El umbral se configuró
después a 50 y se tomaron las mediciones del área de huecos. Los
valores registrados para el área de huecos se dividieron entonces
por el valor del área total para dar la relación hueco-área.
Los resultados de los estudios comparativos se
muestran en la Tabla 2.
\vskip1.000000\baselineskip
| Formulación | Impresión continua | Apariencia | Relación |
| (3,6 kHz) | visible | hueco-área | |
| cualitativa | cuantitativa | ||
| Tinta Comparativa A | 500 impresiones-sin pérdida de inyectores | Mala | 0,55 |
| Formulación de Tinta | 750 impresiones-sin pérdida de inyectores | Buena | 0,0064 |
| Comparativa B | |||
| Formulación de Tinta | 100 impresiones-sin pérdida de inyectores | Buena | 0,012 |
| Comparativa C | 750 impresiones-1 inyector | ||
| Tinta Comparativa B | 100 impresiones-más de 95% de pérdida de inyectores | Buena | 0,0068 |
| Tinta Comparativa C | 100 impresiones-más de 95% de pérdida de inyectores | Buena | 0,0038 |
| Tinta Comparativa D | 100 impresiones-más de 95% de pérdida de inyectores | Buena | 0,0071 |
| Tinta Comparativa E | 100 impresiones-más de 95% de pérdida de inyectores | Mala | 0,45 |
| Tinta Comparativa F | 100 impresiones-sin pérdida de inyectores | Mala | 0,53 |
| 750 impresiones-sin pérdida de inyectores |
| Formulación | Impresión continua | Apariencia | Relación |
| (3,6 kHz) | visible | hueco-área | |
| cualitativa | cuantitativa | ||
| Tinta Comparativa G | 100 impresiones-más de 95% de pérdida de inyectores | Buena | 0,019 |
| Tinta Comparativa H | 100 impresiones-sin pérdida de inyectores | Buena | 0,0072 |
| 500 impresiones-más de 95% de pérdida de inyectores | |||
| Formulación de Tinta | 100 impresiones-sin pérdida de inyectores | Buena | 0,0080 |
| Comparativa D | 750 impresiones-4 inyectores perdidos |
\vskip1.000000\baselineskip
Los resultados indican que, cuando no se usa un
agente humectante (Tinta Comparativa A), la tinta presenta un
excelente rendimiento del cabezal de impresión pero muy mala
humidificación (con una alta relación hueco-área de 0,55). Cuando se
usa Addid® 300 como el agente humectante (Formulaciones de tinta B y
C) la tinta presenta tanto un excelente rendimiento del cabezal de
impresión (con una o ninguna pérdida de inyector después de 750
impresiones) como una buena humidificación (con unas relaciones
hueco-área bajas de 0,0064 y 0,012 respectivamente). La presencia de
Actilane® 251 (Formulación de Tinta C) reduce el rendimiento del
cabezal de impresión e incremente la relación hueco-área. De las
Tintas Comparativas restantes sólo una (Tinta Comparativa
F-Resiflow™ FL9 como tensioactivo) presentó
excelente rendimiento del cabezal de impresión (con ninguna pérdida
de inyector después de 750 impresiones), pero esta formulación
presentó una humidificación muy mala (con una alta relación
hueco-área de 0,53) y, así, es inadecuada como tinta para imprimir
por inyección de tinta. La Formulación de Tinta Comparativa D (BYK®
-333 como tensioactivo) tiene un rendimiento del cabezal de
impresión razonable (con la pérdida de 4 inyectores después de 750
impresiones), pero buena humidificación (con baja relación
hueco-área de 0,0080).
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
6
A fin de mostrar que se pueden preparar tintas
de color alternativas según esta invención, la Dispersión E se
preparó a partir de los siguientes componentes usando el proceso
descrito en el Ejemplo 1.
\vskip1.000000\baselineskip
| Componente | Proporción (% en peso) |
| Irgalite™ Blue GLVO | 8,0 |
| Solsperse™ 5000 | 0,2 |
| Solsperse™ 24000 | 2,0 |
| DPGDA | 64,9 |
| SR-499 | 12,45 |
| SR-454 | 12,45 |
La Dispersión E se dejó reposar entonces usando
el proceso descrito en el Ejemplo 1 por la adición de los siguientes
componentes para producir la Formulación de Tinta E (cian) con una
concentración de pigmentos de 4,5% en peso.
| Componentes | Proporción (% en peso) |
| Dispersión E | 56,25 |
| Irgacure™ 369:1700:819 | 9,0 |
| (1,0:1,0:1,0) | |
| DPGDA | 9,435 |
| SR-9003 | 22,015 |
| DPHA | 3,0 |
| Addid® 300 | 0,3 |
| Viscosidad (cps; 25°C) | 26,5 |
| \bullet \begin{minipage}[t]{155mm} Irgalite^{TM} Blue GLVO es un pigmento cian suministrado por Ciba Speciality Chemicals PLC de Charter Way, Macclesfield, Cheshire SK10 2NX, Reino Unido.\end{minipage} |
Los resultados muestran claramente que solo el
uso de Addid® 300 proporciona excelente rendimiento del cabezal de
impresión combinado con buena humidificación. Además, las
composiciones de tinta presentan una estabilidad muy alta con una
viscosidad muy baja, lo que es ventajoso para imprimir por inyección
de tinta ya que los cabezales de impresión por inyección de tinta
son capaces de inyectar solo fluidos de viscosidad baja. La
viscosidad a menudo limita la concentración de colorante que se
puede incluir en una formulación de tinta y por ello limita la
fuerza de color (densidad óptica) de las imágenes impresas finales.
Las composiciones de la presente invención tienen baja viscosidad y
alta densidad óptica, lo que es ideal para imprimir por inyección de
tinta. Adicionalmente, las presentes composiciones muestran una
adhesión mejorada y humidificación por encima de la gama de tintas
para imprimir por inyección de tinta probadas disponibles
comercialmente.
Se apreciará que la invención no está
restringida a los detalles descritos anteriormente con referencia a
las formas de realización preferidas, sino que se pueden hacer
numerosas modificaciones y variaciones sin alejarse del alcance de
la invención como se define en las siguientes reivindicaciones.
Claims (15)
1. Una composición de tinta no acuosa curable
mediante UV para imprimir por inyección de tinta que comprende un
colorante, un diluyente orgánico curable mediante UV y un
tensioactivo en la que el tensioactivo es un polidimetilsiloxano de
bloques modificado por tetraacrilato copolimérico con quince
unidades de dimetilsiloxano.
2. Una composición de tinta según la
reivindicación 1, provocando dicha composición la pérdida de no más
de 5% de los inyectores de un cabezal de impresión por inyección de
tinta después de 750 impresiones y proporcionando una relación
hueco-área de no más de 0,05.
3. Una composición de tinta según la
reivindicación 2, en la que la composición provoca la pérdida de no
más de 1% de los inyectores en un cabezal de impresión por inyección
de tinta después de 750 impresiones.
4. Una composición de tinta según una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la
composición proporciona una relación hueco-área de no más de
0,02.
5. Una composición de tinta según la
reivindicación 4, en la que la composición proporciona una relación
hueco-área de no más de 0,007.
6. Una composición de tinta según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, que comprende desde
aproximadamente 0,01 a aproximadamente 2% en peso de
tensioactivo.
7. Una composición de tinta según la
reivindicación 6, que comprende aproximadamente 0,3 en peso de
tensioactivo.
8. Una composición de tinta según una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el
tensioactivo no está modificado adicionalmente orgánicamente.
9. Una composición de tinta según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en la que el tensioactivo no
está modificado con poliéter.
10. Una composición de tinta según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en la que el tensioactivo es
Addid® 300.
11. Una composición de tinta según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores que consiste esencialmente
en:
de aproximadamente 1 a aproximadamente 10% en
peso de colorante;
de aproximadamente 15 a aproximadamente 50% en
peso de sistema dispersante (basado en la cantidad de
colorante);
de aproximadamente 75 a aproximadamente 95% en
peso de diluyente orgánico curable mediante UV;
de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 2% en
peso de tensioactivo; y
de aproximadamente 3 a aproximadamente 20% en
peso de fotoiniciador,
en la que la cantidad total de estos componentes
equivale a 100% en peso.
12. Un cartucho de tinta para imprimir por
inyección de tinta que contiene una composición de tinta según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
13. Un procedimiento para producir un sustrato
impreso que comprende imprimir el sustrato por inyección de tinta
con una composición de tinta según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11 y exponiendo después el sustrato a radiación
UV.
14. Un procedimiento según la reivindicación
13, en el que el sustrato es un paquete que contiene un producto
alimenticio.
15. Un procedimiento según la reivindicación
13, en el que el sustrato es un entramado de material de empaquetado
de productos alimenticios posterior a la transformación en
paquete.
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