ES2288233T3 - Composicion de tinta. - Google Patents
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Abstract
Una composición de tinta que comprende un pigmento, un dispersante para dispersar el pigmento, un 1, 2-alcanodiol, y agua como disolvente principal, en la que el contenido del 1, 2-alcanodiol es 0, 5 a 10% en peso basado en la cantidad total de la composición de tinta, y en la que el 1, 2-alcanodiol tiene de 4 a 10 átomos de carbono.
Description
Composición de tinta.
La presente invención se refiere a composiciones
de tinta que tienen una excelente estabilidad. Más en particular,
la presente invención se refiere a composiciones de tinta para usar
en impresoras de grabado por inyección de tinta.
El grabado por inyección de tinta es un
procedimiento en el que la tinta es eyectada en forma de gotas
pequeñas a través de inyectores finos para grabar letras o figuras
sobre la superficie del medio de grabado. Los sistemas de grabado
por inyección de tinta que se han desarrollado y se han llevado a la
práctica incluyen: un procedimiento en el que una señal eléctrica
se convierte en una señal mecánica usando un elemento
electroestrictivo para eyectar de forma intermitente la tinta
depositada en la sección de cabeza del inyector, grabando de esta
forma letras o símbolos sobre la superficie de un medio de grabado;
y un procedimiento en el que la tinta, depositada en la sección de
cabeza del inyector, en su parte más cercana a la parte de la
eyección se calienta rápidamente para crear una burbuja y la tinta
es eyectada de forma intermitente mediante la expansión de volumen
creado por la burbuja para grabar las letras o símbolos sobre la
superficie de un medio de grabado.
Son necesarias diferentes propiedades para las
tintas usadas en los grabados por inyección de tinta anteriores.
Por ejemplo, la propiedad de buen secado de la impresión, que no
haya difuminación en las impresiones, impresión uniforme sobre la
superficie de diferentes medios de grabado, y en el caso de
impresión en multicolores, es necesario que no haya entremezclado
de colores.
Hasta ahora se han hecho estudios sobre la
adición de un ingrediente, que acelera la penetración de una
composición de tinta en el grabado, en la composición de tinta para
secar rápido la composición de tinta en el papel de grabado o para
prevenir la mezcla de tintas adyacentes de diferentes colores.
Por ejemplo, la patente japonesa abierta a
consulta por el público nº 14260/1990 describe el uso de alcoholes
inferiores como un ingrediente para acelerar la penetración de la
tinta.
La patente japonesa abierta a consulta por el
público nº 55975/1982 describe que la adición de un tensioactivo a
una composición de tinta disminuye la tensión superficial de la
tinta y puede mejorar la penetración de la tinta.
La patente japonesa abierta a consulta por el
público nº 157698/1995 describe un 1,2-alcanodiol
como un agente de penetración. Sin embargo, todas las tintas que se
describen específicamente en esta publicación, contienen un tinte
como colorante.
El documento
EP-A-0879858 describe una
composición de tinta que comprende un vehículo acuoso, un colorante,
un dispersante polímero para dicho colorante, una mezcla de
codisolventes que comprenden un alcanodiol terminal
C_{2}-C_{8} en una cantidad de 1 a 30% en
peso.
El documento
JP-A-11349871 se refiere a una
composición de tinta que comprende un vehículo acuoso, un pigmento,
un dispersante polimérico y una mezcla de disolventes auxiliares que
comprenden un alcanodiol C_{2}-C_{8}.
El documento
EP-A-0761783 describe una
composición de tinta que comprende un pigmento, un éter de glicol y
agua, en la que el pigmento es dispersable y/o soluble en agua sin
ayuda de ningún dispersante. La composición de tinta puede
comprender además dioles, tales como 1,4-butanodiol
o 1,5-pentanodiol.
El documento
JP-A-10095941 describe una
composición de tinta que comprende un pigmento dispersable o soluble
en agua en ausencia de un dispersante y un glicol-éter.
El documento
US-A-6.004.389 se refiere a una
composición de tinta que comprende un pigmento, un éter de glicol y
agua, en la que el pigmento es dispersable y/o soluble en agua sin
la ayuda de ningún dispersante. La composición de tinta puede
comprender además un glicol, tal como
1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol,
1,6-hexanodiol o glicerina.
El documento
US-A-5.707.433 describe una
composición de tinta pigmentada que comprende un medio vehículo
acuoso, partículas de pigmento estabilizadas en un medio vehículo
acuoso mediante un dispersante y un disolvente orgánico hidrófilo,
tal como etilenglicol.
Además, los autores de la presente invención han
encontrado que la adición de un 1,2-alcanodiol en
una concentración específica, a una composición de tinta con un
pigmento disperso en ella con ayuda de un dispersante, puede
conseguir una eyección de tinta estable. Los autores de la presente
invención han encontrado además que el
1,2-alcanodiol, cuando se añade incluso en una
cantidad relativamente pequeña, puede impartir una excelente
penetración a la composición de tinta.
Por consiguiente, el objetivo de la presente
invención es proporcionar una composición de tinta, que cuando se
use en un aparato de grabado por inyección de tinta, presente
excelentes propiedades, en especial que presente excelente
estabilidad de la eyección de tinta.
El objetivo anterior se logra mediante una
composición de tinta que comprende un pigmento, un dispersante para
dispersar el pigmento, un 1,2-alcanodiol y agua como
disolvente principal, siendo el contenido del
1,2-alcanodiol de 0,5 a 10% en peso basado en la
cantidad total de la composición de tinta, y en la que el
1,2-alcanodiol tiene de 4 a 10 átomos de
carbono.
Se exponen las realizaciones preferidas en las
reivindicaciones.
Las composiciones de tinta de acuerdo con la
presente invención se pueden usar en procedimientos de grabado que
usan composiciones de tinta. Los procedimientos de grabado que usan
composiciones de tinta incluyen, por ejemplo, un procedimiento de
grabado por inyección de tinta, un procedimiento de grabado que usa
utensilios de escritura, tales como bolígrafos, y otros
procedimientos de grabado diferentes. Preferiblemente, las
composiciones de tinta de acuerdo con la presente invención se usan
en un procedimiento de grabado por inyección de tinta. Más
preferiblemente, las composiciones de tinta de acuerdo con la
presente invención se usan en un procedimiento de grabado por
inyección de tinta que usa una cabeza de inyección de tinta que
forma pequeñas gotas de tinta por deformación mecánica de un
elemento electroestrictivo.
Como se explicará a continuación, en las
composiciones de tinta de la presente invención, el monoéter de
glicol se selecciona de compuestos monoéter de glicoles, tales como
mono o polietilenglicol y mono o polipropilenglicol, y
preferiblemente se selecciona de compuestos representados por la
fórmula (i):
(i)R-O-[C_{x}H_{2x}-O]_{y}-H
en la
que
R representa un grupo alquilo que tiene de 1 a 6
átomos de carbono, un grupo fenilo o un grupo bencilo,
preferiblemente un grupo metilo, etilo, propilo o butilo;
x es 1 a 3, preferiblemente 2 ó 3; e
y es 1 a 8, preferiblemente 1 a 5, más
preferiblemente 1 a 3.
Los ejemplos específicos de monoéteres de glicol
incluyen éter monometílico del etilenglicol, éter monoetílico del
etilenglicol, éter monobutílico del etilenglicol, éter monometílico
del dietilenglicol, éter monoetílico del dietilenglicol, éter
mono-n-propílico del dietilenglicol,
éter mono-iso-propílico del
etilenglicol, éter
mono-iso-propílico del
dietilenglicol, éter mono-n-butílico
del etilenglicol, éter
mono-t-butílico del etilenglicol,
éter mono-n-butílico del
dietilenglicol, éter monometílico del trietilenglicol, éter
monoetílico del trietilenglicol, éter
mono-n-butílico del trietilenglicol,
éter mono-t-butílico del
dietilenglicol,
1-metil-1-metoxibutanol,
éter monometílico del propilenglicol, éter monoetílico del
propilenglicol, éter mono-t-butílico
del propilenglicol, éter
mono-n-propílico del propilenglicol,
éter mono-iso-propílico del
propilenglicol, éter mono-n-butílico
del propilenglicol, éter
mono-n-butílico del
dipropilenglicol, éter monometílico del dipropilenglicol, éter
monoetílico del dipropilenglicol, éter
mono-n-propílico del
dipropilenglicol, y éter
mono-iso-propílico del
dipropilenglicol.
En la presente invención, entre los monoéteres
de glicol anteriores, el éter
mono-n-butílico del etilenglicol,
éter mono-n-butílico del
dietilenglicol, éter mono-n-butílico
del trietilenglicol, éter monobutílico del propilenglicol o éter
monobutílico del dipropilenglicol, tienen una mayor compatibilidad
con el 1,2-alcanodiol y por lo tanto se
prefieren.
En la presente invención, el contenido del
monoéter de glicol está preferiblemente en el intervalo de 0,25 a
10% en peso, más preferiblemente en el intervalo de 0,5 a 5% en
peso, basado en la cantidad total de la composición de tinta.
Cuando el contenido de monoéter de glicol no es menor que 0,25% en
peso, el monoéter de glicol combinado con el
1,2-alcanodiol puede proporcionar una penetración
satisfactoria. Cuando el contenido del monoéter de glicol es menor
que 10% en peso, el monoéter de glicol combinado con otros aditivos
puede facilitar ventajosamente la regulación de la viscosidad de la
tinta a un valor adecuado para imprimir.
En la composición de tinta de la presente
invención, el 1,2-alcanodiol tiene de 4 a 10 átomos
de carbono. Se pueden añadir dos o más tipos de
1,2-alcanodioles como una mezcla.
De acuerdo con una realización preferida de la
presente invención, el 1,2-alcanodiol se selecciona
del grupo formado por 1,2-butanodiol,
1,2-pentanodiol, 1,2-hexanodiol,
1,2-heptanodiol, 1,2-octanodiol, y
mezclas de estos alcanodioles. Más preferiblemente el
1,2-alcanodiol tiene de 6 a 8 átomos de carbono, es
decir, es el 1,2-hexanodiol,
1,2-heptanodiol o 1,2-octanodiol.
Ventajosamente estos alcanodioles tienen una excelente penetración
en el medio de grabado.
De acuerdo con una realización más preferida de
la presente invención, el 1,2-alcanodiol es el
1,2-hexanodiol.
La composición de tinta de acuerdo con la
presente invención contiene el 1,2-alcanodiol en una
cantidad de 0,5 a 10% en peso, más preferiblemente 1 a 5% en peso,
basado en la cantidad total de la composición de tinta. Cuando el
contenido de 1,2-alcanodiol no es menor que 0,5% en
peso, se puede proporcionar una penetración satisfactoria. Cuando
el contenido de 1,2-alcanodiol no es mayor que 10%
en peso, el 1,2-alcanodiol combinado con otros
aditivos puede facilitar ventajosamente la regulación de la
viscosidad de la tinta a un valor adecuado para la impresión.
De acuerdo con una realización preferida de la
presente invención, la combinación del monoéter de glicol con el
1,2-alcanodiol es tal que el monoéter de glicol es
un éter monobutílico de glicol y el 1,2-alcanodiol
es el 1,2-hexanodiol. En este caso, la cantidad del
1,2-alcanodiol añadida, preferiblemente es menor que
2,5% en peso. La adición del 1,2-alcanodiol en esta
cantidad puede asegurar la penetración satisfactoria de la
composición de tinta, y además puede lograr una impresión muy
estable.
En el presente documento el éter monobutílico de
glicol se refiere a un compuesto representado por la fórmula (i) en
la que R representa un grupo butilo, x es 2 ó 3, e y es 1 a 3. Los
ejemplos específicos de éteres monobutílicos de glicol incluyen el
éter monobutílico del etilenglicol, éter monobutílico del
dietilenglicol, éter monobutílico del trietilenglicol, éter
monobutílico del propilenglicol y éter monobutílico del
dipropilenglicol.
Como se explicará a continuación, en la
composición de tinta de la presente invención, el colorante es uno
que se pueda disolver o dispersar en una composición de tinta, y que
cuando la composición de tinta se imprima mediante un aparato de
grabado por inyección de tinta, pueda dar una impresión de un gran
número de colores en un medio de grabado.
En la composición de tinta de acuerdo con la
presente invención, el colorante es un pigmento. Si es necesario,
se puede usar un tinte y un pigmento en una combinación
adecuada.
En la presente invención, el colorante es un
material de color, que se puede disolver o dispersar en un medio
acuoso, tal como un pigmento. Los pigmentos tienen una densidad de
color alta por peso y presentan colores vivos y por lo tanto son
adecuados para usar en tintas.
De acuerdo con la presente invención, el tinte
no está limitado en particular. Por ejemplo, se pueden usar
ventajosamente como tintes diferentes tintes usados normalmente en
el grabado por inyección de tinta, tales como tintes directos,
tintes ácidos, tintes para productos alimenticios, tintes básicos,
tintes reactivos, tintes dispersos, colorantes de cuba y colorantes
de cuba solubles.
Los ejemplos específicos de tintes que se pueden
usar en la presente invención son los siguientes.
Los ejemplos específicos de tintes amarillos
incluyen: amarillo ácido C.I. 1, 3, 11, 17, 19, 23, 25, 29, 36, 38,
40, 42, 44, 49, 59, 61, 70, 72, 75, 76, 78, 79, 98, 99, 110, 111,
127, 131, 135, 142, 162, 164 y 165; amarillo directo C.I. 1, 8, 11,
12, 24, 26, 27, 33, 39, 44, 50, 58, 85, 86, 87, 88, 89, 98, 110,
132, 142 y 144; amarillo reactivo C.I. 1, 2, 3, 4, 6, 7, 11, 12,
13, 14, 15, 16, 17, 18, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 37 y 42; y amarillo
para alimentos C.I. 3 y 4.
Los ejemplos específicos de tintes magenta
incluyen: rojo ácido C.I. 1, 6, 8, 9, 13, 14, 18, 26, 27, 32, 35,
37, 42, 51, 52, 57, 75, 77, 80, 82, 85, 87, 88, 89, 92, 94, 97, 106,
111, 114, 115, 117, 118, 119, 129, 130, 131, 133, 134, 138, 143,
145, 154, 155, 158, 168, 180, 183, 184, 186, 194, 198, 209, 211,
215, 219, 249, 252, 254, 262, 265, 274, 282, 289, 303, 317, 320,
321 y 322; rojo directo C.I. 1, 2, 4, 9, 11, 13, 17, 20, 23, 24,
28, 31, 33, 37, 39, 44, 46, 62, 63, 75, 79, 80, 81, 83, 84, 89, 95,
99, 113, 197, 201, 218, 220, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230 y
231; rojo reactivo C.I. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 11, 12, 13, 15, 16,
17, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 28, 29, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38,
39, 40, 41, 42, 43, 45, 46, 49, 50, 58, 59, 63 y 64; y rojo para
alimentos C.I. 7, 9 y 14.
Los ejemplos específicos de tintes cian
incluyen: azul ácido C.I. 1, 7, 9, 15, 22, 23, 25, 27, 29, 40, 41,
43, 45, 54, 59, 60, 62, 72, 74, 78, 80, 82, 83, 90, 92, 93, 100,
102, 103, 104, 112, 113, 117, 120, 126, 127, 129, 130, 131, 138,
140, 142, 143, 151, 154, 158, 161, 166, 167, 168, 170, 171, 182,
183, 184, 187, 192, 199, 203, 204, 205, 229, 234, 236 y 249; azul
directo C.I. 1, 2, 6, 15, 22, 25, 41, 71, 76, 77, 78, 80, 86, 87,
90, 98, 106, 108, 120, 123, 158, 160, 163, 165, 168, 192, 193, 194,
195, 196, 199, 200, 201, 202, 203, 207, 225, 226, 236, 237, 246,
248 y 249; azul reactivo C.I. 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 13, 14, 15,
17, 18, 19, 20, 21, 25, 26, 27, 28, 29, 31, 32, 33, 34, 37, 38, 39,
40, 41, 43, 44 y 46; y azul para alimentos C.I. 1 y 2.
Los ejemplos específicos de tintes negros
incluyen: negro ácido C.I. 1, 2, 7, 24, 26, 29, 31, 48, 50, 51, 52,
58, 60, 62, 63, 64, 67, 72, 76, 77, 94, 107, 108, 109, 110, 112,
115, 118, 119, 121, 122, 131, 132, 139, 140, 155, 156, 157, 158,
159 y 191; negro directo C.I. 17, 19, 22, 32, 38, 51, 56, 62, 71,
74, 75, 77, 94, 105, 106, 107, 108, 112, 113, 117, 118, 132, 133,
146, 154 y 168; negro reactivo C.I. 1, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12,
13, 14 y 18; y negro para alimentos C.I. 2.
En la presente invención, cuando se usa un tinte
como colorante, la cantidad del tinte añadida a la composición de
tinta es preferiblemente 0,5 a 15% en peso, más preferiblemente 0,7
a 10% en peso. Cuando el contenido de tinte no es menor que 0,5% en
peso, el uso de la composición de tinta en un aparato de grabado por
inyección de tinta puede proporcionar la densidad de impresión
necesaria mínima. Además, cuando el contenido de tinte no es mayor
que 15% en peso, el tinte combinado con otros aditivos puede
facilitar ventajosamente la regulación de la viscosidad de la tinta
a un valor adecuado para la impresión.
\vskip1.000000\baselineskip
En la composición de tinta de acuerdo con la
presente invención, el colorante es un pigmento. El pigmento se usa
en el estado de dispersión en un disolvente alcalino. Este tipo de
dispersión es, por ejemplo, una dispersión producida dispersando y
estabilizando un material clasificado como un pigmento de acuerdo
con el índice de color en un disolvente con la ayuda de un
dispersante en una región de pH alcalino, o una dispersión
producida sometiendo un pigmento a tratamiento para impartir un
grupo funcional en la superficie del pigmento y dispersar el
pigmento tratado en un disolvente alcalino.
El pigmento es dispersable con la ayuda de un
dispersante. En este caso, se puede usar cualquier pigmento siempre
que el pigmento sea dispersable en una composición de tinta con la
ayuda de un dispersante. Además, la composición de tinta contiene
un dispersante para dispersar el pigmento.
Los pigmentos que se pueden usar en la presente
invención pueden ser aquellos que, cuando están grabados en el
medio de grabado, desarrollan cualquier color. Se pueden usar
pigmentos inorgánicos o pigmentos orgánicos. Además, se puede usar
una mezcla pigmentos inorgánicos y orgánicos como pigmento.
Los pigmentos inorgánicos incluyen, además de
óxido de titanio y óxido de hierro, negros de humo producidos por
procedimientos conocidos, tales como procedimientos de contacto, de
horno y térmicos.
Los pigmentos orgánicos que se pueden usar en el
presente documento incluyen: pigmentos azo incluidos pigmentos azo
laca, pigmentos azo insolubles, pigmentos azo condensados y
pigmentos azo quelatos; pigmentos policíclicos, por ejemplo,
pigmentos de ftalocianina, pigmentos de perileno, pigmentos de
perinona, pigmentos de antraquinona, pigmentos de quinacridona,
pigmentos de dioxazina, pigmentos de tioindigo, pigmentos de
isoindolinona y pigmentos de quinonaftalona; pigmentos quelato de
tipo tinte, por ejemplo, pigmentos quelato de tipo tinte básico y
pigmentos quelato de tipo tinte ácido; pigmentos nitro; pigmentos
nitroso; y negro de anilina.
Los ejemplos específicos de pigmentos que se
pueden usar en la presente invención son los siguientes.
Los ejemplos específicos de pigmentos de color
que se pueden usar en la presente invención incluyen: pigmento
amarillo C.I. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 14C,
15, 16, 17, 24, 34, 35, 37, 42, 53, 55, 65, 73, 74, 75, 81, 83, 93,
95, 97, 98, 100, 101, 104, 108, 109, 110, 114, 117, 120, 128, 129,
138, 150, 151, 153, 154 y 180; y pigmento rojo C.I. 1, 2, 3, 4, 5,
6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 30,
31, 32, 37, 38, 39, 40, 48(Ca), 48(Mn), 48 : 2, 48 :
3, 48 : 4, 49, 49 : 1, 50, 51, 52, 52 : 2, 53 : 1, 53, 55,
57(Ca), 57 : 1, 60, 60 : 1, 63 : 1, 63 : 2, 64, 64 : 1, 81,
83, 87, 88, 89, 90, 101 (rojo óxido de hierro), 104, 105, 106, 108
(rojo cadmio), 112, 114, 122 (magenta quinacridona), 123, 146, 149,
163, 166, 168, 170, 172, 177, 178, 179, 184, 185, 190, 193, 202,
209 y
219.
219.
Otros ejemplos de pigmentos de color incluyen:
pigmento azul C.I. 1, 2, 3, 15, 15 : 1, 15 : 2, 15 : 3, 15 : 34, 16,
17 : 1, 22, 25, 56 y 60; azul de cuba C.I. 4, 60, y 63; pigmento
naranja C.I. 5, 13, 16, 17, 36, 43, y 51; pigmento verde C.I. 1, 4,
7, 8, 10, 17, 18 y 36; y pigmento violeta C.I. (laca rodamina), 3, 5
: 1, 16, 19 (rojo quinacridona), 23 y 38. Además, también se pueden
usar pigmentos predispersados, tales como carbones injertados,
producidos por tratamiento de la superficie de los pigmentos, por
ejemplo, con resina.
Los pigmentos negros que se pueden usar en la
presente invención incluyen, por ejemplo, negros de humo y pigmento
negro C.I. 1. Los ejemplos específicos de negros de humo incluyen:
negros de humo fabricados por Mitsubishi Chemical Corporation, por
ejemplo, nº 2300, nº 900, MCF 88, nº 33, nº 40, nº 45, nº 52, MA 7,
MA 8, MA 100 y nº 2200 B; negros de humo fabricados por Columbian
Carbon Co., Ltd., por ejemplo, Raven 5750, Raven 5250, Raven 5000,
Raven 3500, Raven 1255 y Raven 700; negros de humo fabricados por
Cabot Corporation, por ejemplo, Regal 400 R, Regal 330 R, Regal 660
R, Mogul L, Monarch 700, Monarch 800, Monarch 880, Monarch 900,
Monarch 1000, Monarch 1100, Monarch 1300 y Monarch 1400; y negros
de humo fabricados por Degussa, por ejemplo, Color Black FW 1,
Color Black FW 2, Color Black FW 2 V, Color Black FW 18, Color Black
FW 200, Color Black S 150, Color Black S 160, Color Black S 170,
Printex 35, Printex U, Printex V, Printex 140 U, Special Black 6,
Special Black 5, Special Black 4 A y Special Black 4.
Se puede seleccionar un solo tipo de pigmento de
los grupos de pigmentos anteriores, o alternativamente se puede
seleccionar una pluralidad de tipos de pigmentos de los grupos de
pigmentos anteriores y usarlos combinados.
El pigmento es dispersable en una composición de
tinta con la ayuda de un dispersante para dispersar el pigmento.
El pigmento se añade a la composición de tinta,
como una dispersión de pigmento preparada dispersando el pigmento
en un medio acuoso con la ayuda de un dispersante.
Los dispersante preferidos que se pueden usar
para preparar la dispersión de pigmentos incluyen tensioactivos
convencionales, dispersantes usados normalmente en la preparación de
dispersiones de pigmentos, por ejemplo, dispersantes polímeros.
Será evidente para un experto en la técnica que el dispersante
contenido en la dispersión de pigmento también funcionaría como un
tensioactivo para la composición de tinta.
Los dispersantes más preferidos incluyen
dispersantes polímeros, en particular dispersantes resinas.
Los ejemplos de dispersantes polímeros
preferidos incluyen compuestos polímeros naturales, y sus ejemplos
específicos incluyen: proteínas, tales como gluten, gelatina,
caseína y albúmina; cauchos naturales, tales como goma arábiga y
tragacanto; glucósidos, tales como saponina, ácido algínico y
derivados del ácido algínico, tales como alginato de
propilenglicol, alginato de trietanolamina y alginato de amonio; y
derivados de celulosa, tales como metilcelulosa,
carboximetilcelulosa, hidroxietilcelulosa y etilhidroxicelulosa.
Los ejemplos de dispersantes polímeros
preferidos adicionales incluyen polímeros sintéticos, y sus ejemplos
incluyen: poli(alcoholes de vinilo); polivinilpirrolidonas;
resinas acrílicas, tales como poli(ácido acrílico), copolímero de
ácido acrílico/acrilonitrilo, sal de copolímero de ácido
acrílico/acrilonitrilo, copolímero de acetato de vinilo/éter
acrílico y copolímero de ácido acrílico/éster acrílico; resinas de
estireno/acrílico, tales como copolímero de estireno/ácido
acrílico, copolímero de estireno/ácido metacrílico, copolímero de
estireno/ácido metacrílico/éster acrílico, copolímero de
estireno/\alpha-metilestireno/ácido acrílico y
copolímero de estireno/\alpha-metilestireno/ácido
acrílico/éster acrílico; copolímero de estireno/ácido maleico;
copolímero de estireno/anhídrido maleico; resina de
isobutileno-ácido maleico; resina de ácido maleico
modificado-colofonia; copolímero de
vinilnaftaleno/ácido acrílico; copolímero de vinilnaftaleno/ácido
maleico; copolímeros de acetato de vinilo, tales como copolímero de
acetato de vinilo/etileno, copolímero de acetato de
vinilo/viniletileno de ácido graso, copolímero de acetato de
vinilo/éster maleico, copolímero de acetato de vinilo/ácido
crotónico y copolímero de acetato de vinilo/ácido acrílico; y sales
de los polímeros anteriores.
Entre ellos se prefieren el copolímero de
estireno/ácido acrílico, copolímero de estireno/ácido metacrílico,
copolímero de ácido acrílico/éster acrílico, y copolímero de
estireno/anhídrido maleico, como el dispersante.
De acuerdo con una realización más preferida de
la presente invención, el dispersante es una resina de copolímero
de bloques producida por copolimerización de bloques y tiene un
valor de ácido de 70 a 200, todavía más preferiblemente 100 a 200.
El valor de ácido se puede regular seleccionando un monómero
adecuado como monómero que se va a polimerizar.
En este documento el valor de ácido se refiere
al número de miligramos de hidróxido potásico necesarios para
neutralizar los ácidos grasos libres contenidos en un gramo de
resina de copolímero de bloques.
La selección de este tipo de dispersante es
ventajosa en cuanto que se puede prevenir la exudación de la
composición de tinta en el momento de imprimir, y además, se pueden
mejorar las propiedades de secado rápido de la tinta.
De acuerdo con una realización preferida
adicional de la presente invención, el dispersante es
preferiblemente uno descrito en la patente japonesa abierta a
consulta por el público nº 269418/1999. Específicamente, un
dispersante adecuado es un copolímero de bloques representado por
AB, ABA o ABC. En este contexto, A es un bloque hidrófilo, B es un
bloque hidrófobo, y contiene al menos 30% en peso de un monómero no
acrílico seleccionado del grupo formado por los siguientes
monómeros (1) a (4), basado en el peso de B, y C puede ser cualquier
bloque deseado.
(1)CH_{2}=CH-R
en el que R representa un grupo
alquilo, arilo, aralquilo o alcarilo
C_{6}-C_{20} sustituido o no sustituido. En
este documento el grupo alquilo, arilo, aralquilo o alcarilo
sustituido se refiere a un grupo alquilo, arilo, aralquilo o
alcarilo que contiene uno o dos o más sustituyentes, que no impiden
el procedimiento de polimerización, incluidos, por ejemplo,
hidroxi, amino, éster, ácido, aciloxi, amida, nitrilo, halógeno,
halógenoalquilo o alcoxi. Los ejemplos específicos de los mismos
incluyen estireno, \alpha-metilestireno,
vinilnaftaleno, vinilciclohexano, viniltolueno, vinilanisol,
vinilbifenilo y
vinil-2-norborneno.
(2)CH_{2}=CH-OR^{1}
en el que R^{1} representa un
grupo alquilo, arilo, aralquilo o alcarilo
C_{3}-C_{20} sustituido o no sustituido. En
este documento el grupo alquilo, arilo, aralquilo o alcarilo
sustituido son como se han definido antes. Los ejemplos específicos
de los mismos incluyen vinil n-propil éter, vinil
t-butiléter, vinil decil éter, vinil
iso-octiléter, vinil octadecil éter y vinil fenil
éter.
(3)CH_{2}=CH-O-C(O)-R^{1}
en el que R^{1} es como se ha
definido antes en (2). Los ejemplos específicos del mismo incluyen
propionato de vinilo, butirato de vinilo,
n-decanoato de vinilo, estearato de vinilo, laurato
de vinilo y benzoato de
vinilo.
(4)CH_{2}=CH-NR^{2}R^{3}
en el que R^{2} y R^{3} se
selecciona cada uno independientemente del grupo formado por H y
grupos alquilo, arilo, aralquilo y alcarilo
C_{3}-C_{20} sustituidos o no sustituidos, con
la condición de que R^{2} y R^{3} no representen
simultáneamente H. En este documento el grupo alquilo, arilo,
aralquilo o alcarilo sustituido es como se ha definido antes. Los
ejemplos específicos de los mismos incluyen
N-vinilcarbazol y
vinilftalimida.
En el copolímero de bloques que tiene la
estructura AB, ABA o ABC, los caracteres A, B y C indican bloques
del copolímero de bloques. Específicamente, diferentes caracteres
indican bloques diferentes entre sí en la composición de monómero,
y los mismos caracteres indican bloques que tienen la misma
composición de monómeros. Por consiguiente, un copolímero de
bloques AB es un dibloque en el que lo dos bloques son diferentes
entre sí en la composición de monómeros, y un copolímero de bloques
ABA está compuesto de tres bloques en los que sólo dos bloques son
diferentes entre sí en la composición de monómeros (es decir, dos
bloques A son idénticos entre sí en la composición de monómeros).
Un copolímero de bloques ABC también tiene tres bloques. Sin
embargo, en este caso los tres bloques son diferentes entre sí.
En la estructura anterior, el bloque B, incluso
cuando se usa cualquier copolímero de bloques, es hidrófobo y
además puede estar unido al colorante. El bloque A es hidrófilo, y
al mismo tiempo es soluble en un vehículo acuoso. El tercer bloque
(cualquiera del bloque A y el bloque C) puede ser cualquier bloque
deseado y se puede usar para regular con precisión el equilibrio
entre la hidrofobicidad y la hidrofilicidad del polímero. Por lo
tanto, este tercer bloque puede tener la misma composición que el
bloque hidrófilo, por ejemplo ABA, o puede tener una composición
que es diferente de cualquiera de A y B, por ejemplo, ABC. En este
documento el vehículo acuoso en general se refiere a agua o un
disolvente orgánico soluble en agua.
El tamaño del bloque hidrófobo debería ser
suficientemente grande para formar un enlace eficaz con la
superficie del pigmento. El peso molecular medio numérico es al
menos 300, preferiblemente al menos 500. El bloque hidrófilo
también debería ser suficientemente grande para crear un mecanismo
estéricamente estabilizado y un mecanismo electrostáticamente
estabilizado para la dispersión estable, y el equilibrio de tamaños
entre el bloque hidrófilo y el bloque hidrófobo preferiblemente se
obtiene de forma que el polímero entero sea soluble en un
vehículo
acuoso.
acuoso.
El bloque hidrófobo también puede contener otro
monómero etilénicamente insaturado, es decir, un monómero acrílico.
Los ejemplos específicos de este tipo de monómeros incluyen ésteres
acrílicos o metacrílicos C_{1} a C_{20}, por ejemplo acrilato
de metilo, acrilato de etilo, acrilato de n-butilo,
acrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de metilo,
metacrilato de etilo, metacrilato de n-butilo,
metacrilato de t-butilo, metacrilato de
2-etilhexilo y metacrilato de ciclohexilo.
El bloque hidrófilo se puede preparar a partir
de un monómero etilénicamente insaturado. Este bloque hidrófilo
debería ser soluble en el vehículo acuoso seleccionado, y puede
contener un monómero ionizable en una cantidad de hasta 100% en
peso, preferiblemente al menos 50% en peso, basado en el peso total
del bloque hidrófilo. El monómero ionizable que se va a seleccionar
varía dependiendo de las propiedades iónicas deseadas de las tintas
en las aplicaciones seleccionadas. En el caso de un dispersante
copolímero de bloques aniónico, el monómero iónico es
principalmente un monómero que contiene un grupo ácido o grupo
precursor de ácido. Los ejemplos específicos de monómeros útiles
incluyen ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotónico, ácido
itacónico, monoésteres itacónicos, ácido maleico, monoésteres
maleicos, ácido fumárico y monoésteres fumáricos.
En el caso de un dispersante copolímero de
bloques catiónico, un monómero ionizable preferible para la parte
hidrófila es un monómero que contiene amina. El grupo amina puede
ser un grupo amina primaria, secundaria terciaria, o una mezcla de
dos o más de estos grupos. Los ejemplos específicos de monómeros que
contienen amina incluyen acrilato de
N,N-dimetilaminoetilo, metacrilato de
N,N-dimetilaminoetilo, metacrilato de
N,N-dietilaminoetilo, metacrilato de
t-butilaminoetilo, acrilato de
2-N-morfolinoetilo, metacrilato de
2-N-morfolinoetilo,
4-aminoestireno, 2-vinilpiridina,
4-vinilpiridina y vinilimidazol.
Se puede usar de forma adecuada un monómero
hidrófilo no iónico o un monómero soluble en agua para regular con
precisión el equilibrio de hidrofobicidad/hidrofilicidad, y además,
para regular las propiedades de solubilidad del copolímero de
bloques. El monómero hidrófilo no iónico o el monómero soluble en
agua se pueden copolimerizar fácilmente con el bloque hidrófobo o
bloque hidrófilo o cualquier tercer bloque diferente tal como el
bloque C en el copolímero de bloques ABC para lograr el efecto
deseado. Los ejemplos específicos de monómeros hidrófilos no iónico
o monómeros solubles en agua útiles incluyen acrilatos de alquilo y
metacrilatos de alquilo en los que el grupo alquilo tiene de 1 a 12
átomos de carbono, por ejemplo, acrilato de metilo, metacrilato de
metilo, acrilato de etilo, metacrilato de etilo, acrilato de butilo
y metacrilato de butilo, y además acrilamida y metacrilamida.
El copolímero de bloques como dispersante que se
puede usar en la presente invención se puede producir eficazmente
mediante preparación de una pluralidad de bloques usando un
macromonómero como un producto intermedio de forma simultánea y
continua. El monómero terminal que tiene un doble enlace
polimerizable se convierte en uno de los bloques en el copolímero
de bloques y se prepara primero. Después, éste se copolimeriza con
un monómero seleccionado para el segundo bloque. En el caso de
copolímeros de tribloques ABA y ABC, se prefiere la síntesis del
macromonómero hidrófilo como primer bloque en la primera etapa. En
el caso de un copolímero de bloques AB, el macromonómero hidrófobo
o el macromonómero hidrófilo es una primera etapa útil en la
síntesis. El macromonómero se prepara de forma adecuada por
polimerización de radicales libres. En este caso, se usan complejos
de cobalto (II) y cobalto (III) como agente catalítico de
transferencia de cadena o un agente orgánico de transferencia de
cadena para permitir la transferencia de cadena. Los agentes
orgánicos de transferencia de cadena incluyen sulfuro de alilo,
bromuro de alilo y oligómeros de metacrilato que contienen grupo
terminal vinilo incluyendo dímeros, dímeros de
\alpha-metilestireno, y compuestos
relacionados.
El copolímero de bloques se puede sintetizar por
un macromonómero como se enseña en la publicación internacional WO
96/15157 (Junio, 1996). El copolímero de bloques útil en la presente
invención tiene un peso molecular promedio en peso de
aproximadamente 1.000 a 50.000, preferiblemente 2.000 a 20.000.
El copolímero de bloques AB preparado por el
procedimiento anterior termina con un doble enlace polimerizable
que se polimeriza más con otro grupo en el monómero para formar un
copolímero de bloques ABA o ABC por polimerización convencional por
radicales libres en el procedimiento anterior.
Se puede usar un gran número de disolventes
orgánicos convencionales como medio de polimerización para preparar
tanto el macromonómero como el copolímero de bloques. Los
disolventes orgánicos que se pueden usar en el presente documento
incluyen, pero no se limitan, alcoholes tales como metanol, etanol,
n-propanol e isopropanol, cetonas, tales como
acetona, butanona, pentanona y hexanona, tetrahidrofurano, éter
dietílico y cellosolves y carbitoles normalmente disponibles, por
ejemplo, éteres, tales como éteres monoalquílicos de etilenglicol,
éteres dialquílicos de etilenglicol, éteres monoalquílicos de
polietilenglicol y éteres dialquilicos de polietilenglicol, ésteres
alquílicos de ácido acético, ácido propiónico y ácido butírico,
glicoles, tales como etilenglicol y mezclas de estos disolventes
orgánicos.
Se debería formar una sal de un grupo ionizable
en la parte hidrófila para hacer el copolímero de bloques soluble
en el vehículo acuoso. La sal del grupo ácido se puede preparar
neutralizando el grupo ácido con un agente de neutralización. Los
ejemplos específicos de bases útiles incluyen: hidróxidos de metales
alcalinos, tales como hidróxido de litio, hidróxido de sodio e
hidróxido potásico; carbonatos y bicarbonatos de metales alcalinos
tales como carbonato potásico, bicarbonato sódico y bicarbonato
potásico; aminas orgánicas, tales como monometilamina,
dimetilamina, trimetilamina, morfolina, y
N-metilmorfolina; alcohol-aminas
orgánicas, tales como N,N-dimetiletanolamina,
N-metildietanolamina, monoetanolamina, dietanolamina
y trietanolamina; sales de amonio, tales como hidróxido amónico e
hidróxido de tetraalquilamonio; y piridina. En el caso de un
dispersante copolímero de bloques catiónico, el grupo amina se
neutraliza con ácidos, incluidos ácidos orgánicos y ácidos
inorgánicos. Los ejemplos específicos de ácidos útiles incluyen:
ácidos orgánicos, tales como ácido acético, ácido propiónico, ácido
fórmico y ácido oxálico; ácidos hidroxilados, tales como ácido
glicólico y ácido láctico; ácidos halogénicos, tales como ácido
clorhídrico y ácido bromhídrico; y otros ácidos inorgánicos, tales
como ácido sulfúrico, ácido fosfórico y ácido nítrico.
De acuerdo con una realización preferida de la
presente invención, el dispersante se usa en una cantidad de 0,1 a
2,0% en peso, más preferiblemente 0,2 a 1,0% en peso, basado en el
pigmento.
El pigmento se puede dispersar por un
procedimiento convencional. Por ejemplo, el dispersante y el
pigmento se mezclan en agua que se ha hecho alcalina, por ejemplo,
con hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, hidróxido de litio,
carbonato sódico, hidrógenocarbonato sódico, amoniaco acuoso,
trietanolamina, dietanolamina, trietilamina o aminometilpropanol, y
la mezcla se pone en un dispergator, tal como un molino de bolas, un
molino de arena, una moledora, un laminador de cilindro, un molino
agitador, un mezclador Henschel, un molino de coloide, un
homogeneizador ultrasónico, un molino de chorros, o una fresa de
ángulo para dispersar el pigmento. En este caso, el pigmento se
regula a un diámetro medio de partículas de 25 a 1000 nm,
preferiblemente 50 a 250 nm. Además, en este caso, preferiblemente
se lleva a cabo filtración, por ejemplo por un filtro metálico o un
filtro de membrana, o centrifugación, para separar las partículas
gruesas o material extraño que producen obstrucción.
En la composición de tinta de la presente
invención, cuando se usa un pigmento como colorante, la cantidad de
pigmento añadida a la composición de tinta preferiblemente es de 0,5
a 15% en peso, más preferiblemente 0,7 a 12% en peso.
En la presente invención, se puede seleccionar
un solo tipo de colorante de los grupos anteriores de pigmentos, o
alternativamente se puede seleccionar una pluralidad de tipos de
tintes y/o pigmentos de los grupos anteriores de tintes y pigmentos
y usarlos combinados.
Como se explicará a continuación, se puede usar
cualquier humectante siempre que el humectante, cuando se usa en la
composición de tinta, pueda suprimir el secado de la tinta para
prevenir la solidificación de la tinta en el inyector de eyección
del aparato de grabado por inyección de tinta.
El humectante usado en la presente invención
preferiblemente es un material que tiene propiedades de retención
de la humedad o propiedades higroscópicas, entre los disolventes
orgánicos solubles en agua, y los ejemplos específicos de
humectantes preferidos incluyen; polioles tales como glicerina,
etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, polietilenglicol,
propilenglicol, dipropilenglicol, polipropilenglicol,
1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol,
1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol,
1,2,6-hexanotriol y pentaeritritol;
2-pirrolidona; y
N-metil-2-pirrolidona.
Además, están los materiales higroscópicos solubles en agua, por
ejemplo, compuestos de urea, tales como urea, tiourea, etilenurea y
1,3-dimetilimidazolidinonas, lactamas, tales como
\varepsilon-caprolactama, glicerinas sólidas,
tales como trimetilolpropano y trimetiloletano, y sacáridos, tales
como maltitol, sorbitol, glucono-lactona y
maltosa.
La cantidad añadida de estos humectantes puede
ser tal que los humectantes, junto con otros ingredientes de la
composición de tinta, proporcionen una viscosidad de la tinta no
mayor que 25 mPa.s a 25ºC.
Como se explicará a continuación, la composición
de tinta preferiblemente comprende además un tensioactivo no
iónico. El uso del tensioactivo no iónico es ventajoso desde el
punto de vista de la difusión satisfactoria de la composición de
tinta incluso en una pequeña cantidad en el papel de grabado.
Además, el uso del tensioactivo no iónico es ventajoso en cuanto
que se puede proporcionar una composición de tinta que forma menos
espuma que una composición de tinta preparada usando un
tensioactivo iónico.
Los tensioactivos no iónicos que se pueden usar
en el presente documento incluyen, por ejemplo, éteres de alquilo
polioxietilénicos, ésteres de alquilo polioxietilénicos, ésteres de
ácido graso y sorbitán polioxietilénicos, éteres de alquilfenilo
polioxietilénicos, alquilaminas polioxietilénicas y alquilamidas
polioxietilénicas. Además, también se pueden usar tensioactivos de
acetilenglicol y similares descritos más adelante. Los tensioactivos
se pueden usar solos o en combinaciones de dos o más.
Los ejemplos específicos de dichos tensioactivos
no iónicos incluyen Nissan Nonion K-211,
K-220, P-213, E-215,
E-220, S-215,
S-220, HS-220,
NS-212 y NS-220 (todos los productos
anteriores los fabrica Nippon Oils & Fats Co., Ltd.).
De acuerdo con una realización preferida de la
presente invención, la composición de tinta contiene además un
tensioactivo de acetilenglicol como tensioactivo no iónico.
Los ejemplos específicos de tensioactivos de
acetilenglicol que se pueden usar en la presente invención incluyen
compuestos representados por la fórmula (a):
en la que 0 \leq m + n \leq 50;
y R^{1*}, R^{2*}, R^{3*} y R^{4*} representa cada uno
independientemente un grupo alquilo, preferiblemente un grupo
alquilo que tiene 1 a 6 átomos de
carbono.
Entre los compuestos representados por la
fórmula (a), los compuestos particularmente preferidos incluyen
2,4,7,9-tetrametil-5-decin-4,7-diol,
3,6-dimetil-4-octin-3,6-diol
y
3,5-dimetil-1-hexin-3-ol.
También se pueden usar productos disponibles comercialmente como
tensioactivo de acetilenglicol representado por la fórmula (a). Los
ejemplos específicos de los mismos incluyen Surfynol 61, Surfynol
82, Surfynol 104, Surfynol 440, Surfynol 465, Surfynol 485 y
Surfynol TG (todos los productos anteriores están disponibles en Air
Products and Chemicals Inc.) y OLFINE STG y OLFINE E 1010 (marcas
registradas; fabricados por Nissin Chemical Industry Co., Ltd.).
Estos tensioactivos de acetilenglicol se pueden usar solos o en
combinaciones de dos o más.
La cantidad de tensioactivo no iónico añadida
preferiblemente está en el intervalo de aproximadamente 0,1 a 5% en
peso, más preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 0,5 a
2% en peso, basado en la composición de tinta. Cuando el contenido
de tensioactivo no iónico es menor que 0,1% en peso, el uso
combinado del tensioactivo no iónico y el agente de penetración
compuesto de monoéter de glicol y el 1,2-alcanodiol,
es ventajoso desde el punto de vista de la difusión de la tinta en
la dirección transversal del papel tras el impacto de la tinta
sobre el papel de grabado. Por otra parte, cuando el contenido de
tensioactivo no iónico no es mayor que 5% en peso, el tensioactivo
no iónico junto con otros aditivos, pueden regular fácilmente la
viscosidad de la tinta a un valor adecuado para la impresión.
La composición de tinta de acuerdo con la
presente invención comprende agua como disolvente principal. El
agua preferiblemente es agua pura obtenida por intercambio iónico,
ultrafiltración, ósmosis inversa, destilación o similar, o agua
ultrapura. Además, se prefiere el agua que se haya esterilizado, por
ejemplo, por irradiación ultravioleta o por adición de peróxido de
hidrógeno, porque cuando la composición de tinta se almacena durante
un periodo de tiempo prolongado, puede prevenir el crecimiento de
moho, bacterias o similares.
La composición de tinta de acuerdo con la
presente invención puede contener además otros disolventes orgánicos
solubles en agua distintos de los descritos antes.
La composición de tinta de acuerdo con la
presente invención puede contener además otros ingredientes
opcionales. Los ejemplos de otros ingredientes que se pueden usar
en el presente documento incluyen agentes de prevención de
obstrucción del inyector, conservantes/antimohos,
antioxidantes/agentes de absorción ultravioleta, agentes de ajuste
de la conductividad eléctrica, agentes de ajuste del pH,
modificadores de la tensión superficial, solubilizantes,
modificadores de la viscosidad y absorbentes de oxígeno.
Los agentes para ajustar el pH incluyen
hidróxidos de metales alcalinos o aminas, por ejemplo, hidróxido de
litio, hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, trietanolamina,
dietanolamina y aminometilpropanol.
Los antioxidantes/agentes de absorción
ultravioleta incluyen: alofanatos, tales como alofanato y alofanato
de metilo; biurets, tales como biuret, dimetilbiuret y
tetrametilbiuret; ácido L-ascórbico y sales del
mismo; Tinuvin 328, 900, 1130, 384, 292, 123, 144, 622, 770 y 292,
Irgacor 252 y 153, y Irganox 1010, 1076, 1035 y MD 1024, fabricados
por Ciba-Geigy; y óxidos de lantánido.
Los conservantes/antimohos incluyen, por
ejemplo, benzoato sódico, pentaclorofenol de sodio, 1-óxido de
2-piridinatiol de sodio, sorbato de sodio,
deshidroacetato de sodio y
1,2-dibenzotiazolin-3-ona
(Proxel CRL, Proxel BDN, Proxel GXL, Proxel XL-2 y
Proxel TN, fabricado por ICI).
La composición de tinta de acuerdo con la
presente invención comprende al menos un pigmento, un dispersante
para dispersar el pigmento, un 1,2-alcanodiol y agua
como disolvente principal, siendo el contenido del
1,2-alcanodiol de 0,5 a 10% en peso basado en la
cantidad total de la composición de tinta, y en la que el
1,2-alcanodiol tiene 4 a 10 átomos de carbono.
La composición de tinta de acuerdo con la
presente invención puede prevenir la obstrucción del inyector y
puede mantener una calidad de impresión estable. Es decir, las
composiciones de tinta de acuerdo con la presente invención tienen
una excelente estabilidad en la eyección de la tinta por la cabeza y
estabilidad frente a la obstrucción del inyector.
Además, las composiciones de tinta de acuerdo
con la presente invención tienen una excelente penetración en el
medio de grabado. En general, se sabe que la adición de un agente de
penetración, tal como el éter monobutílico del trietilenglicol
(TEGmBE), mejora la penetración de la composición de tinta. Cuando
se usan las composiciones de tinta de acuerdo con el segundo y
tercer aspecto de la presente invención, se puede conseguir el mismo
nivel de penetración en el medio con una cantidad menor del
1,2-alcanodiol que en el caso en el que se usa un
agente de penetración, tal como TEGmBE. Por esta razón, de acuerdo
con la presente invención, se puede reducir relativamente la
cantidad de agente de penetración añadido a la composición de tinta.
Esto es ventajoso desde el punto de vista de la mejora de la
estabilidad del estado de dispersión del pigmento en la composición
de tinta, y por lo tanto puede mejorar la estabilidad en el
almacenamiento y la fiabilidad de la composición de tinta. Además,
en las composiciones de tinta se puede aumentar la relación de
ingredientes distintos del colorante. Esto es ventajoso desde el
punto de vista del diseño o mejora de la composición de tinta.
Además, en la presente invención, se puede suprimir el aumento de
la viscosidad de la composición de tinta en un nivel mayor
comparado con los agentes de penetración convencionales, tales como
el TEGmBE. Por lo tanto, también se puede aumentar la cantidad de
humectante añadido.
El 1,2-alcanodiol tiene de 4 a
10 átomos de carbono. También se puede usar una mezcla de dos o más
1,2-alcanodioles.
En una realización preferida de la presente
invención, el 1,2-alcanodiol se selecciona del grupo
formado por 1,2-butanodiol,
1,2-pentanodiol, 1,2-hexanodiol,
1,2-heptanodiol y mezclas de los mismos. Estos
alcanodioles son ventajosos desde el punto de vista de una
excelente penetración en el medio de grabado.
De acuerdo con una realización más preferida de
la presente invención, el 1,2-alcanodiol
preferiblemente es el 1,2-hexanodiol o
1,2-pentanodiol, más preferiblemente el
1,2-hexanodiol.
El contenido del 1,2-alcanodiol
está en el intervalo de 0,5 a 10% en peso, preferiblemente de 1 a 5%
en peso, basado en la cantidad total de cada una de las
composiciones de tinta de acuerdo con la presente invención. Cuando
el contenido de 1,2-alcanodiol no es menor que 0,5%
en peso, la penetración de la composición de tinta es
satisfactoria. Por otra parte, cuando el contenido del
1,2-alcanodiol no es mayor que 10% en peso, el
1,2-alcanodiol junto con otros aditivos, pueden
regular fácilmente de forma ventajosa la viscosidad de la tinta a un
valor adecuado para la impresión.
En la presente invención, cuando el
1,2-alcanodiol es el 1,2-butanodiol,
la composición de tinta de acuerdo con la presente invención
preferiblemente contiene de 3 a 10% en peso, más preferiblemente de
5 a 10% en peso de 1,2-butanodiol. Cuando el
1,2-alcanodiol es 1,2-pentanodiol,
las composiciones de tinta de acuerdo con la presente invención
contienen cada una preferiblemente de 3 a 10% en peso, más
preferiblemente de 3 a 7% en peso de
1,2-pentanodiol. Cuando el
1,2-alcanodiol es 1,2-hexanodiol,
las composiciones de tinta de acuerdo con la presente invención
cada una contiene preferiblemente de 1 a 6% en peso, más
preferiblemente de 3 a 5% en peso de
1,2-hexanodiol. Cuando el
1,2-alcanodiol es 1,2-heptanodiol,
la composición de tinta preferiblemente contiene de 0,5 a 3% en
peso, más preferiblemente de 1 a 2% en peso de
1,2-heptanodiol.
Las composiciones de tinta preferiblemente
contienen como 1,2-alcanodiol de 1 a 6% en peso de
1,2-hexanodiol.
En las composiciones de tinta de acuerdo con la
presente invención, se usa un pigmento como colorante. En la
presente invención se puede seleccionar cualquier pigmento con la
condición de que el pigmento sea dispersable en la composición de
tinta con la ayuda de un dispersante.
El pigmento puede ser el mismo que el descrito
anteriormente.
El diámetro de partículas del pigmento
preferiblemente no es mayor que 0,2 \mum, más preferiblemente es
de 0,05 a 0,15 \mum.
El contenido del pigmento preferiblemente es de
0,5 a 15% en peso, más preferiblemente de 0,75 a 10% en peso,
basado en la cantidad total de la composición de tinta.
En la presente invención, el pigmento se
dispersa en las composiciones de tinta con la ayuda de un
dispersante para dispersar un pigmento.
De acuerdo con una realización preferida de la
presente invención, el pigmento preferiblemente se añade a la tinta
en forma de una dispersión del pigmento producida por dispersión del
pigmento en un medio acuoso con la ayuda de un dispersante.
El dispersante puede ser el mismo que el
descrito anteriormente.
Las composiciones de tinta preferiblemente
contienen además un tensioactivo no iónico. Los tensioactivos no
iónicos que se pueden usar en el presente documento son los mismos
que los descritos anteriormente.
La cantidad de tensioactivo no iónico añadida
preferiblemente está en el intervalo de aproximadamente 0,1 a 5% en
peso, más preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 0,5 a
2% en peso, basado en cada una de las composiciones de tinta.
En la presente invención, las composiciones de
tinta comprenden agua como disolvente principal. El agua
preferiblemente es agua pura obtenida por intercambio iónico,
ultrafiltración, ósmosis inversa, destilación o similares, o agua
ultrapura. Además, se prefiere agua que se haya esterilizado por
irradiación ultravioleta o por adición de peróxido de hidrógeno,
porque cuando la composición de tinta se almacena durante un periodo
de tiempo largo, puede prevenir el crecimiento de moho, bacterias o
similares.
En la presente invención, las composiciones de
tinta pueden contener adicionalmente, además de agua, un disolvente
orgánico soluble en agua como disolvente desde el punto de vista de
la regulación de la propiedad de retención de la humedad de la
tinta o de impartir penetración a la tinta.
En la presente invención, el disolvente orgánico
soluble en agua para regular la propiedad de retención de la
humedad de la tinta se añade como un humectante o un acelerador del
secado a las composiciones de tinta de acuerdo con la presente
invención. Además, el disolvente orgánico soluble en agua para
impartir penetración a la tinta se añade como un acelerador de la
penetración a la composición de tinta de la presente invención.
Los ejemplos específicos de disolventes
orgánicos solubles en agua para regular la propiedad de retención
de la humedad de la tinta incluyen: alcoholes monohídricos, tales
como metanol, etanol, n-propanol,
iso-propanol, n-butanol,
sec-butanol, terc-butanol,
iso-butanol y n-pentanol; alcoholes
polihídricos tales como glicerina, etilenglicol, dietilenglicol,
trietilenglicol, polietilenglicol, propilenglicol, butilenglicol,
dipropilenglicol, polipropilenglicol, tiodiglicol, hexilenglicol,
1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol,
1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol,
1,2,6-hexanotriol y pentaeritritol;
2-pirrolidona,
N-metil-2-pirrolidona,
urea, tiourea, etilenurea y
1,3-dimetil-2-imidazolidinona.
El disolvente orgánico soluble en agua para
regular la propiedad de retención de la humedad de la tinta se
puede añadir como un humectante a la composición de tinta de acuerdo
con la presente invención. En la presente invención, el humectante
se usa principalmente para suprimir el secado de la tinta para
prevenir la solidificación de la tinta en los inyectores de
eyección de un aparato de grabado por inyección de tinta. Los
humectantes que se pueden usar en la presente invención incluyen,
además de los disolventes orgánicos solubles en agua descritos
antes, por ejemplo, lactamas tales como la
\varepsilon-caprolactama, glicerinas sólidas tales
como trimetilolpropano y trimetiloletano y sacáridos tales como
maltitol, sorbitol, gluconolactona y maltosa.
Los disolventes orgánicos solubles en agua
preferidos para impartir penetración a la tinta, es decir, agentes
de penetración, incluyen los monoéteres de glicol.
Los monoéteres de glicol que se pueden usar en
el presente documento son los descritos anteriormente.
El uso combinado del
1,2-alcanodiol y el monoéter de glicol puede
impartir el mismo nivel de penetración a las composiciones de tinta
mediante la adición del 1,2-alcanodiol en una
cantidad menor comparado con el uso del
1,2-alcanodiol solo. Además, la deposición de tinta
sobre los inyectores de eyección producida por la adición del
1,2-alcanodiol se puede prevenir de forma eficaz
usando el monoéter de glicol combinado con el
1,2-alcanodiol. En virtud de esto y combinado con el
efecto de reducir la cantidad añadida de
1,2-alcanodiol, se pueden proporcionar
composiciones de tinta que tienen mayor estabilidad en la
impresión.
En la presente invención, cuando las
composiciones de tinta contienen además el monoéter de glicol, la
cantidad de monoéter de glicol añadida preferiblemente está en el
intervalo de 0,25 a 10% en peso basado en la composición de tinta.
Cuando la cantidad de monoéter de glicol añadida está por encima del
intervalo definido, el uso combinado del monoéter de glicol y el
1,2-alcanodiol puede proporcionar una penetración
satisfactoria. Además, el monoéter de glicol, junto con otros
aditivos, puede regular la viscosidad de la tinta a un valor
adecuado para la impresión.
La relación (relación en peso) del monoéter de
glicol a 1,2-alcanodiol preferiblemente está en el
intervalo de 1:5 a 5:1, más preferiblemente en el intervalo de 1:2
a 2:1. Una relación en peso del monoéter de glicol a
1,2-alcanodiol por encima del intervalo definido es
ventajosa desde el punto de vista de reducir la cantidad añadida de
1,2-alcanodiol.
El disolvente orgánico soluble en agua se ha
descrito antes en términos de disolventes orgánicos para regular la
propiedad de retención de la humedad y de disolventes orgánicos para
impartir penetración. Sin embargo, hay que señalar que los
disolventes orgánicos mencionados antes como reguladores de la
propiedad de retención de la humedad a veces funcionan también para
impartir penetración a la tinta, y los disolventes orgánicos
mencionados antes como que imparten penetración a veces funcionan
también como humectantes.
Las composiciones de tinta pueden contener
además un tensioactivo desde el punto de vista de lograr una mayor
penetración y eyección fiable y dando buenas imágenes. Los
tensioactivos de este tipo incluyen, además de los tensioactivos no
iónicos descritos antes, por ejemplo, tensioactivos aniónicos, tales
como dodecilbencenosulfonato de sodio, laurilato de sodio y una sal
de amonio de sulfatos de alquiléter polioxietilénicos, tensioactivos
catiónicos y tensioactivos anfóteros. Se pueden usar solos o en
combinación de dos o más.
La tensión superficial de las composiciones de
tinta de acuerdo con la presente invención está en el intervalo de
aproximadamente 20 a 50 mN/m, preferiblemente en el intervalo de
aproximadamente 25 a 40 mN/m.
Las composiciones de tinta pueden contener
además otros ingredientes opcionales. Los ejemplos de otros
ingredientes opcionales que se pueden usar en el presente documento
incluyen agentes para prevenir la obstrucción del inyector,
conservantes, antioxidantes/agentes de absorción ultravioleta,
agentes de ajuste de la conductividad eléctrica, agentes de ajuste
del pH, solubilizantes, modificadores de la viscosidad y absorbentes
de oxígeno.
Los ejemplos de conservantes incluyen benzoato
sódico, pentaclorofenol de sodio, 1-óxido de
2-piridinatiol de sodio, sorbato de sodio,
deshidroacetato de sodio y
1,2-dibenzotiazolin-3-ona
(Proxel CRL, Proxel BDN, Proxel GXL, Proxel XL-2, y
Proxel TN, fabricados por ICI).
Los ejemplos de agentes de ajuste del pH,
solubilizantes o antioxidantes incluyen: aminas, tales como
dietanolamina, trietanolamina, propanolamina y morfolina, y los
productos de modificación de los mismos; sales inorgánicas tales
como hidróxido de potasio, hidróxido de sodio e hidróxido de litio;
hidróxido amónico; hidróxidos de amonio cuaternario, tales como
tetrametilamonio; sales de ácido carbónico, tales como carbonato de
potasio, carbonato de sodio y carbonato de litio; sales de ácidos
fosfórico, tales como fosfato de potasio, fosfato de sodio y
fosfato de litio;
N-metil-2-pirrolidona;
compuestos de urea, tales como urea, tiourea y tetrametilurea;
alofanatos, tales como alofanato y alofanato de metilo; biurets
tales como biuret, dimetilbiuret y tetrametilbiuret; y ácido
L-ascórbico y sales del mismo.
Además, en la presente invención se puede
seleccionar un solo tipo de otro ingrediente opcional de los grupos
anteriores de otros ingredientes opcionales, o alternativamente, se
puede seleccionar una pluralidad de tipos de otros ingredientes
opcionales de los grupos anteriores de otros ingredientes opcionales
y usarlos en combinación.
En la presente invención, las cantidades de
todos los ingredientes de la composición de tinta se seleccionan
preferiblemente de modo que la viscosidad de la composición de tinta
no sea mayor que 10 mPa.s a 20ºC.
Las composiciones de tinta de acuerdo con la
presente invención se pueden preparar dispersando y mezclando
juntos los ingredientes anteriores mediante un procedimiento
convencional adecuado. Un procedimiento preferido es el siguiente.
Una mezcla de todos los ingredientes excepto el disolvente orgánico
y el ingrediente volátil se mezcla mediante un dispergator adecuado
por ejemplo, un molino de bolas, un laminador de cilindro, un molino
de arena, una moledora, un molino agitador, un mezclador Henschel,
un molino de coloide, un molino de chorros, una fresa de ángulo o
un homogeneizador ultrasónico, para preparar una composición
homogénea, y se añaden el disolvente orgánico y el ingrediente
volátil a la composición homogénea. Después, preferiblemente se
lleva a cabo una filtración a presión reducida o con aplicación de
presión, por ejemplo a través de un filtro metálico o un filtro de
membrana, o centrifugación para separar las partículas gruesas y la
materia extraña.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona un procedimiento de grabado que comprende la etapa de
depositar la composición de tinta sobre un medio de grabado para
realizar la impresión. Los procedimientos de grabado que usan una
composición de tinta incluyen, por ejemplo, un procedimiento de
grabado por inyección de tinta, impresión por serigrafía,
procedimientos de grabado con utensilios de escritura, tales como
bolígrafos, y otros procedimientos de impresión diferentes.
En una realización preferida de la presente
invención, se proporciona un procedimiento de grabado por inyección
de tinta que comprende las etapas de: eyectar gotas pequeñas de la
composición de tinta de acuerdo con la presente invención; y
depositar las gotas pequeñas sobre un medio de grabado para realizar
la impresión.
En la presente invención, se puede usar
cualquier sistema en el procedimiento de grabado por inyección de
tinta siempre que la composición de tinta se expulse en forma de
gotas pequeñas por inyectores finos y las gotas pequeñas de tintas
sean depositadas sobre un medio de grabado. Los ejemplos de dichos
sistemas incluyen un procedimiento en el que se usa una cabeza de
inyección de tinta que tiene un mecanismo que usa la respuesta de
un elemento electroestrictivo, es decir, un procedimiento en el que
se añaden simultáneamente a la tinta líquida presión y señales de
información de impresión mediante un elemento electroestrictivo para
producir deformación mecánica que eyecta gotas pequeñas de tinta
para formar una imagen, un procedimiento en el que se aplica
energía térmica para expandir rápidamente el volumen de la tinta
líquida, un procedimiento en el que se usa la eyección guiada por
electricidad estática, y un procedimiento en el que se aplica
presión a la tinta líquida mediante una pequeña bomba y los
inyectores se hacen vibrar mecánicamente, por ejemplo, mediante un
vibrador de cristal, para expulsar a la fuerza gotas pequeñas de
tinta.
De acuerdo con la presente invención, en los
diferentes procedimientos de grabado por inyección de tinta
anteriores, la impresión se puede llevar a cabo con una velocidad
de eyección de la tinta relativamente baja de no más de 10 m/s, y
el uso de la composición de tinta de acuerdo con la presente
invención puede prevenir la deposición de la tinta sobre los
inyectores de eyección y puede realizar grabados estables por
inyección de tinta.
De acuerdo con una realización más preferida de
la presente invención, el procedimiento de grabado por inyección de
tinta de la presente invención preferiblemente es tal que se usa una
cabeza de inyección de tinta en la que las gotas pequeñas de tinta
se forman por deformación mecánica usando un elemento
electroestrictivo.
Además, de acuerdo con la presente invención, se
proporciona un grabado producido por el procedimiento de grabado
anterior.
Las composiciones de tinta B1 a B8 se prepararon
como sigue.
Se mezclaron entre sí pigmento amarillo C.I. 74
(100 g) como pigmento amarillo, 150 g de Joncryl
J-62 (fabricado por Johnson Polymer Corp.) como
dispersante de resina soluble en agua, 6 g de hidróxido de potasio y
250 g de agua. La mezcla se dispersó en un molino de bolas usando
perlas de circonia durante 10 h. La dispersión madre así obtenida
se filtró por un filtro de membrana con un diámetro de poro de
aproximadamente 8 \mum (fabricado por Nihon Millipore, Ltd.) para
separar las partículas gruesas. El filtrado se diluyó con agua para
llevar la concentración del pigmento a 10% en peso. Así, se preparó
una dispersión B1 de pigmento amarillo.
La dispersión B1 de pigmento amarillo (30 g), 15
g de glicerina, 10 g de 1,2-pentanodiol y 1 g de
Olfine E 1010, se mezclaron entre sí. Se añadió agua ultrapura a la
mezcla para llevar la cantidad total de la mezcla a 100 g. Así, se
preparó una solución mezclada. La solución mezclada después se
ajustó a pH 9,5 por adición de trietanolamina como agente de ajuste
del pH. La solución mezclada se agitó durante 2 h y después se
filtró por un filtro de membrana con un diámetro de poros de
aproximadamente 1,2 \mum (fabricado por Nihon Millipore, Ltd.).
Así se preparó una composición de tinta B1.
Se mezclaron entre sí pigmento azul C.I. 15:3
(100 g) como pigmento cian, 150 g de Joncryl J-62
(fabricado por Johnson Polymer Corp.) como dispersante de resina
soluble en agua, 4,5 g de hidróxido de potasio y 250 g de agua. La
mezcla se dispersó en un molino de bolas usando perlas de circonia
durante 10 h. La dispersión madre así obtenida se filtró por un
filtro de membrana con un diámetro de poro de aproximadamente 8
\mum (fabricado por Nihon Millipore, Ltd.) para separar las
partículas gruesas. El filtrado se diluyó con agua para llevar la
concentración del pigmento a 10% en peso. Así, se preparó una
dispersión B2 de pigmento cian.
La dispersión B2 de pigmento cian (30 g), 10 g
de glicerina, 5 g de dietilenglicol, 1 g de
1,2-hexanodiol y 1 g de Olfine STG, se mezclaron
entre sí. Se añadió agua ultrapura a la mezcla para llevar la
cantidad total de la mezcla a 100 g. Así, se preparó una solución
mezclada. La solución mezclada después se ajustó a pH 9,5 por
adición de trietanolamina como agente de ajuste del pH. Esta
solución mezclada se agitó durante 2 h y después se filtró por un
filtro de membrana con un diámetro de poros de aproximadamente 1,2
\mum (fabricado por Nihon Millipore, Ltd.). Así se preparó una
composición de tinta B2.
Se mezclaron entre sí pigmento azul C.I. 15:3
(100 g) como pigmento cian, 100 g de Joncryl J-62
(fabricado por Johnson Polymer Corp.) como dispersante de resina
soluble en agua, 4,5 g de hidróxido de potasio y 250 g de agua. La
mezcla se dispersó en un molino de bolas usando perlas de circonia
durante 10 h. La dispersión madre así obtenida se filtró por un
filtro de membrana con un diámetro de poro de aproximadamente 8
\mum (fabricado por Nihon Millipore, Ltd.) para separar las
partículas gruesas. El filtrado se diluyó con agua para llevar la
concentración del pigmento a 10% en peso. Así, se preparó una
dispersión B3 de pigmento cian.
La dispersión B3 de pigmento cian (30 g), 10 g
de glicerina, 5 g de dietilenglicol, 6 g de
1,2-hexanodiol y 1 g de Olfine E 1010, se mezclaron
entre sí. Se añadió agua ultrapura a la mezcla para llevar la
cantidad total de la mezcla a 100 g. Así, se preparó una solución
mezclada. La solución mezclada después se ajustó a pH 9,5 por
adición de trietanolamina como agente de ajuste del pH. Esta
solución mezclada se agitó durante 2 h y después se filtró por un
filtro de membrana con un diámetro de poros de aproximadamente 1,2
\mum (fabricado por Nihon Millipore, Ltd.). Así se preparó una
composición de tinta B3.
Se preparó una dispersión B4 de pigmento
amarillo de la misma forma usada en la preparación de la composición
de tinta B1, excepto que se usó el pigmento amarillo C.I. 128 como
pigmento en lugar del pigmento amarillo C.I. 74.
La dispersión B4 de pigmento amarillo (30 g), 15
g de glicerina, 3 g de 1,2-hexanodiol y 1 g de
Olfine E 1010, se mezclaron entre sí. Se añadió agua ultrapura a la
mezcla para llevar la cantidad total de la mezcla a 100 g. Así, se
preparó una solución mezclada. La solución mezclada después se
ajustó a pH 9,5 por adición de trietanolamina como agente de ajuste
del pH. La solución mezclada se agitó durante 2 h y después se
filtró por un filtro de membrana con un diámetro de poros de
aproximadamente 1,2 \mum (fabricado por Nihon Millipore, Ltd.).
Así se preparó una composición de tinta B4.
Se preparó una dispersión B5 de pigmento magenta
de la misma forma usada en la preparación de la composición de
tinta B1, excepto que se usó el pigmento rojo C.I. 122 como pigmento
en lugar del pigmento amarillo C.I. 74.
La dispersión B5 de pigmento magenta (30 g), 15
g de glicerina, 0,5 g de 1,2-hexanodiol y 1 g de
Olfine E 1010, se mezclaron entre sí. Se añadió agua ultrapura a la
mezcla para llevar la cantidad total de la mezcla a 100 g. Así, se
preparó una solución mezclada. La solución mezclada después se
ajustó a pH 9,5 por adición de trietanolamina como agente de ajuste
del pH. La solución mezclada se agitó durante 2 h y después se
filtró por un filtro de membrana con un diámetro de poros de
aproximadamente 1,2 \mum (fabricado por Nihon Millipore, Ltd.).
Así se preparó una composición de tinta B5.
Se preparó una dispersión B6 de pigmento
amarillo de la misma forma usada en la preparación de la composición
de tinta B4.
La dispersión B6 de pigmento amarillo (30 g), 15
g de glicerina, 3 g de 1,2-hexanodiol, 0,5 g de
Olfine E 1010 y 0,8 g de Olefine STG, se mezclaron entre sí. Se
añadió agua ultrapura a la mezcla para llevar la cantidad total de
la mezcla a 100 g. Así, se preparó una solución mezclada. La
solución mezclada después se ajustó a pH 9,5 por adición de
trietanolamina como agente de ajuste del pH. La solución mezclada se
agitó durante 2 h y después se filtró por un filtro de membrana con
un diámetro de poros de aproximadamente 1,2 \mum (fabricado por
Nihon Millipore, Ltd.). Así se preparó una composición de tinta
B6.
Se preparó una dispersión B7 de pigmento
amarillo de la misma forma usada en la preparación de la composición
de tinta B1.
La dispersión B7 de pigmento amarillo (30 g), 15
g de glicerina, 5 g de éter monobutílico del trietilenglicol y 1 g
de Olfine E 1010, se mezclaron entre sí. Se añadió agua ultrapura a
la mezcla para llevar la cantidad total de la mezcla a 100 g. Así,
se preparó una solución mezclada. La solución mezclada después se
ajustó a pH 9,5 por adición de trietanolamina como agente de ajuste
del pH. La solución mezclada se agitó durante 2 h y después se
filtró por un filtro de membrana con un diámetro de poros de
aproximadamente 1,2 \mum (fabricado por Nihon Millipore, Ltd.).
Así se preparó una composición de tinta B7.
Se preparó una dispersión B8 de pigmento
amarillo de la misma forma usada en la preparación de la composición
de tinta B4.
La dispersión B8 de pigmento amarillo (30 g), 15
g de glicerina, 5 g de éter monobutílico del trietilenglicol y 1 g
de Olfine E 1010, se mezclaron entre sí. Se añadió agua ultrapura a
la mezcla para llevar la cantidad total de la mezcla a 100 g. Así,
se preparó una solución mezclada. La solución mezclada después se
ajustó a pH 9,5 por adición de trietanolamina como agente de ajuste
del pH. La solución mezclada se agitó durante 2 h y después se
filtró por un filtro de membrana con un diámetro de poros de
aproximadamente 1,2 \mum (fabricado por Nihon Millipore, Ltd.).
Así se preparó una composición de tinta B8.
Para cada una de las composiciones de tinta B1 a
B8, se imprimió de forma continua un patrón que tenía una
combinación de gráficos y textos, mediante una impresora de
inyección de tinta según demanda piezoeléctrica
MJ-930C fabricada por Seiko Epson Corporation. En
este caso se contó el número de impresiones producidas, hasta que
se produjo un problema de direccionalidad de la trayectoria de las
gotas pequeñas de tinta. Los resultados se evaluaron de acuerdo con
los siguientes criterios.
Se usó un papel normal Xerox-P
fabricado por Fuji Xerox Co., Ltd. como papel de impresión en la
prueba.
- AA:
- Un número medio de impresiones producidas en impresión continua no menor que 300
- A:
- Un número medio de impresiones producidas en impresión continua no menor que 100 y menor que 300
- B:
- Un número medio de impresiones producidas en impresión continua no menor que 50 y menor que 100
- C:
- Un número medio de impresiones producidas en impresión continua menor que 50
Se cargó cada una de las composiciones de tinta
B1 a B8 en la cabeza de la impresora MJ-930C, y se
confirmó la eyección de la tinta por todos los inyectores. Después
la impresora se dejo reposar sin poner tapa, en un entorno de 25ºC
durante un año. Después del reposo se llevó a cabo una operación de
limpieza hasta que todos los inyectores pudieron expulsar la tinta
normalmente. Se evaluó el número de operaciones de limpieza
necesarias para volver a la eyección de tinta normal por todos los
inyectores, de acuerdo con el siguiente criterio.
- A:
- Dos o menos operaciones de limpieza
- B:
- Tres o cuatro operaciones de limpieza
- C:
- Cinco o más operaciones de limpieza
Los resultados se resumen en la Tabla 1.
\vskip1.000000\baselineskip
Los dispersantes \alpha a \gamma para
dispersar pigmentos se prepararon de acuerdo con el procedimiento
descrito en la patente japonesa abierta a consulta por el público nº
269418/1999. Específicamente, estos dispersantes se prepararon como
sigue.
\vskip1.000000\baselineskip
Al comienzo se proporcionaron los siguientes
ingredientes y se preparó un macromonómero a como sigue.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
La mezcla de la porción 1 se cargó en un matraz
de 2 litros equipado con un termómetro, un agitador, un embudo de
adición, un refrigerante de reflujo y medios para mantener una capa
de nitrógeno para cubrir los reaccionantes. La mezcla se calentó a
la temperatura de reflujo y se mantuvo a reflujo durante
aproximadamente 20 min. Se añadieron simultáneamente las porciones
2 y 3 a la mezcla de reacción mientras se mantenía la temperatura
de la mezcla de reacción a la temperatura de reflujo. En este caso,
la porción 2 se añadió a lo largo de un periodo de 4 h, y la
porción 3 se añadió a lo largo de un periodo de 4,5 h. Se continuó
el reflujo durante 2 h adicionales, y la solución después se enfrió
a temperatura ambiente para preparar una solución de macromonómero
a.
Después, se proporcionaron el macromonómero a y
además los siguientes ingredientes, y se preparó un dispersante
\alpha de acuerdo con el siguiente procedimiento.
\vskip1.000000\baselineskip
La mezcla de la porción 1a se cargó en un matraz
de 500 ml equipado con un termómetro, un agitador, un embudo de
adición, un refrigerante de reflujo y medios para mantener una capa
de nitrógeno para cubrir los reaccionantes. La mezcla se calentó a
la temperatura de reflujo y se mantuvo a reflujo durante
aproximadamente 10 min. Se le añadió la solución de la porción 2a.
Seguidamente, se añadieron simultáneamente las porciones 3a y 4a a
la mezcla de reacción mientras se mantenía la temperatura de la
mezcla de reacción a la temperatura de reflujo. En este caso, las
porciones 3a y 4a se añadieron a lo largo de un periodo de 3 h. La
mezcla de reacción se calentó a reflujo durante 1 h. Después se le
añadió la solución de la porción 5a, y entonces la mezcla de
reacción se calentó a reflujo durante 1 h adicional. La mezcla se
sometió a destilación hasta que se recuperaron aproximadamente 117
g de productos volátiles. Después, se añadió a la misma
2-pirrolidona (75,0 g) para preparar 239,0 g de una
solución de polímero al 41,8% (dispersante \alpha).
\vskip1.000000\baselineskip
Se proporcionaron los siguientes ingredientes, y
se preparó un dispersante \beta como sigue:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Se repitió el procedimiento usado en la
preparación del dispersante \alpha, excepto que se usaron las
porciones 1b a 5b anteriores. Así, se prepararon 270 g de una
solución de polímero al 44,0%.
\newpage
Se proporcionaron los siguientes ingredientes, y
se preparó un dispersante \gamma como sigue:
Se repitió el procedimiento usado en la
preparación del dispersante \alpha, excepto que se usaron las
porciones 1c a 5c. Así, se prepararon 205 g de una solución de
polímero al 43% (dispersante \gamma).
Los dispersantes \alpha a \gamma así
obtenidos, se usaron para preparar las siguientes composiciones de
tinta C1 a C8.
Se mezclaron entre sí pigmento amarillo C.I. 74
(100 g) como pigmento amarillo, 150 g de dispersante \alpha, 6 g
de hidróxido de potasio y 250 g de agua. La mezcla se dispersó en un
molino de bolas usando perlas de circonia durante 10 h. La
dispersión madre así obtenida se filtró por un filtro de membrana
con un diámetro de poro de aproximadamente 8 \mum (fabricado por
Nihon Millipore, Ltd.) para separar las partículas gruesas. El
filtrado se diluyó con agua para llevar la concentración del
pigmento a 10% en peso. Así, se preparó una dispersión C1 de
pigmento amarillo.
La dispersión C1 de pigmento amarillo (30 g), 15
g de glicerina, 10 g de 1,2-pentanodiol y 1 g de
Olfine E 1010, se mezclaron entre sí. Se añadió agua ultrapura a la
mezcla para llevar la cantidad total de la mezcla a 100 g. Así, se
preparó una solución mezclada. La solución mezclada después se
ajustó a pH 9,5 por adición de trietanolamina como agente de ajuste
del pH. La solución mezclada se agitó durante 2 h y después se
filtró por un filtro de membrana con un diámetro de poros de
aproximadamente 1,2 \mum (fabricado por Nihon Millipore, Ltd.).
Así se preparó una composición de tinta C1.
Se mezclaron entre sí pigmento azul C.I. 15:3
(100 g) como pigmento cian, 100 g de dispersante \alpha, 4,5 g de
hidróxido de potasio y 250 g de agua. La mezcla se dispersó en un
molino de bolas usando perlas de circonia durante 10 h. La
dispersión madre así obtenida se filtró por un filtro de membrana
con un diámetro de poro de aproximadamente 8 \mum (fabricado por
Nihon Millipore, Ltd.) para separar las partículas gruesas. El
filtrado se diluyó con agua para llevar la concentración del
pigmento a 10% en peso. Así, se preparó una dispersión C2 de
pigmento cian.
La dispersión C2 de pigmento cian (30 g), 10 g
de glicerina, 5 g de dietilenglicol, 1 g de
1,2-hexanodiol y 1 g de Olfine STG, se mezclaron
entre sí. Se añadió agua ultrapura a la mezcla para llevar la
cantidad total de la mezcla a 100 g. Así, se preparó una solución
mezclada. La solución mezclada después se ajustó a pH 9,5 por
adición de trietanolamina como agente de ajuste del pH. Esta
solución mezclada se agitó durante 2 h y después se filtró por un
filtro de membrana con un diámetro de poros de aproximadamente 1,2
\mum (fabricado por Nihon Millipore, Ltd.). Así se preparó una
composición de tinta C2.
Se mezclaron entre sí pigmento azul C.I. 15:3
(100 g) como pigmento cian, 100 g de dispersante \alpha, 4,5 g de
hidróxido de potasio y 250 g de agua. La mezcla se dispersó en un
molino de bolas usando perlas de circonia durante 10 h. La
dispersión madre así obtenida se filtró por un filtro de membrana
con un diámetro de poro de aproximadamente 8 \mum (fabricado por
Nihon Millipore, Ltd.) para separar las partículas gruesas. El
filtrado se diluyó con agua para llevar la concentración del
pigmento a 10% en peso. Así, se preparó una dispersión C3 de
pigmento cian.
La dispersión C3 de pigmento cian (30 g), 10 g
de glicerina, 5 g de dietilenglicol, 6 g de
1,2-hexanodiol y 1 g de Olfine E 1010, se mezclaron
entre sí. Se añadió agua ultrapura a la mezcla para llevar la
cantidad total de la mezcla a 100 g. Así, se preparó una solución
mezclada. La solución mezclada después se ajustó a pH 9,5 por
adición de trietanolamina como agente de ajuste del pH. Esta
solución mezclada se agitó durante 2 h y después se filtró por un
filtro de membrana con un diámetro de poros de aproximadamente 1,2
\mum (fabricado por Nihon Millipore, Ltd.). Así se preparó una
composición de tinta C3.
\vskip1.000000\baselineskip
Se mezclaron entre sí pigmento amarillo C.I. 128
(100 g) como pigmento amarillo, 150 g de dispersante \beta, 6 g
de hidróxido de potasio y 250 g de agua. La mezcla se dispersó en un
molino de bolas usando perlas de circonia durante 10 h. La
dispersión madre así obtenida se filtró por un filtro de membrana
con un diámetro de poro de aproximadamente 8 \mum (fabricado por
Nihon Millipore, Ltd.) para separar las partículas gruesas. El
filtrado se diluyó con agua para llevar la concentración del
pigmento a 10% en peso. Así, se preparó una dispersión C4 de
pigmento amarillo.
La dispersión C4 de pigmento amarillo (30 g), 15
g de glicerina, 3 g de 1,2-hexanodiol y 1 g de
Olfine E 1010, se mezclaron entre sí. Se añadió agua ultrapura a la
mezcla para llevar la cantidad total de la mezcla a 100 g. Así, se
preparó una solución mezclada. La solución mezclada después se
ajustó a pH 9,5 por adición de trietanolamina como agente de ajuste
del pH. La solución mezclada se agitó durante 2 h y después se
filtró por un filtro de membrana con un diámetro de poros de
aproximadamente 1,2 \mum (fabricado por Nihon Millipore, Ltd.).
Así se preparó una composición de tinta C4.
\vskip1.000000\baselineskip
Se mezclaron entre sí pigmento rojo C.I. 122
(100 g) como pigmento, 150 g de dispersante \beta, 6 g de
hidróxido de potasio y 250 g de agua. La mezcla se dispersó en un
molino de bolas usando perlas de circonia durante 10 h. La
dispersión madre así obtenida se filtró por un filtro de membrana
con un diámetro de poro de aproximadamente 8 \mum (fabricado por
Nihon Millipore, Ltd.) para separar las partículas gruesas. El
filtrado se diluyó con agua para llevar la concentración del
pigmento a 10% en peso. Así, se preparó una dispersión C5 de
pigmento magenta.
La dispersión C5 de pigmento magenta (30 g), 15
g de glicerina, 0,5 g de 1,2-heptanodiol y 1 g de
Olfine E 1010, se mezclaron entre sí. Se añadió agua ultrapura a la
mezcla para llevar la cantidad total de la mezcla a 100 g. Así, se
preparó una solución mezclada. La solución mezclada después se
ajustó a pH 9,5 por adición de trietanolamina como agente de ajuste
del pH. La solución mezclada se agitó durante 2 h y después se
filtró por un filtro de membrana con un diámetro de poros de
aproximadamente 1,2 \mum (fabricado por Nihon Millipore, Ltd.).
Así, se preparó una composición de tinta C5.
\vskip1.000000\baselineskip
Se preparó una dispersión C6 de pigmento
amarillo de la misma forma usada en la preparación de la composición
de tinta C4.
La dispersión C6 de pigmento amarillo (30 g), 15
g de glicerina, 3 g de 1,2-hexanodiol, 0,5 g de
Olfine E 1010 y 0,8 g de Olefine STG, se mezclaron entre sí. Se
añadió agua ultrapura a la mezcla para llevar la cantidad total de
la mezcla a 100 g. Así, se preparó una solución mezclada. La
solución mezclada después se ajustó a pH 9,5 por adición de
trietanolamina como agente de ajuste del pH. La solución mezclada se
agitó durante 2 h y después se filtró por un filtro de membrana con
un diámetro de poros de aproximadamente 1,2 \mum (fabricado por
Nihon Millipore, Ltd.). Así, se preparó una composición de tinta
C6.
\vskip1.000000\baselineskip
\global\parskip0.960000\baselineskip
Se preparó una dispersión C7 de pigmento
amarillo de la misma forma usada en la preparación de la composición
de tinta C1, excepto que se usó el dispersante \gamma como
dispersante en lugar del dispersante \alpha.
La dispersión C7 de pigmento amarillo (30 g), 15
g de glicerina, y 1 g de Olfine E 1010, se mezclaron entre sí. Se
añadió agua ultrapura a la mezcla para llevar la cantidad total de
la mezcla a 100 g. Así, se preparó una solución mezclada. La
solución mezclada después se ajustó a pH 9,5 por adición de
trietanolamina como agente de ajuste del pH. La solución mezclada
se agitó durante 2 h y después se filtró por un filtro de membrana
con un diámetro de poros de aproximadamente 1,2 \mum (fabricado
por Nihon Millipore, Ltd.). Así, se preparó una composición de
tinta C7.
\vskip1.000000\baselineskip
Se preparó una dispersión C8 de pigmento
amarillo de la misma forma usada en la preparación de la composición
de tinta C4, excepto que se usó el dispersante \gamma como
dispersante en lugar del dispersante \alpha.
La dispersión C8 de pigmento amarillo (30 g), 15
g de glicerina y 1 g de Olfine E 1010, se mezclaron entre sí. Se
añadió agua ultrapura a la mezcla para llevar la cantidad total de
la mezcla a 100 g. Así, se preparó una solución mezclada. La
solución mezclada después se ajustó a pH 9,5 por adición de
trietanolamina como agente de ajuste del pH. La solución mezclada
se agitó durante 2 h y después se filtró por un filtro de membrana
con un diámetro de poros de aproximadamente 1,2 \mum (fabricado
por Nihon Millipore, Ltd.). Así, se preparó una composición de
tinta C8.
\vskip1.000000\baselineskip
Para cada una de las composiciones de tinta C1 a
C8, se imprimió de forma continua un patrón que tenía una
combinación de gráficos y textos, mediante una impresora de
inyección de tinta según demanda piezoeléctrica
MJ-930C fabricada por Seiko Epson Corporation. En
este caso se contó el número de impresiones producidas, hasta que
se produjo un problema de direccionalidad de la trayectoria de las
gotas pequeñas de tinta. Los resultados se evaluaron de acuerdo con
los siguientes criterios.
Se usó un papel normal Xerox-P
fabricado por Fuji Xerox Co., Ltd. como papel de impresión en la
prueba.
- AA:
- Un número medio de impresiones producidas en impresión continua no menor que 300
- A:
- Un número medio de impresiones producidas en impresión continua no menor que 100 y menor que 300
- B:
- Un número medio de impresiones producidas en impresión continua no menor que 50 y menor que 100
- C:
- Un número medio de impresiones producidas en impresión continua menor que 50
\vskip1.000000\baselineskip
Se cargó cada una de las composiciones de tinta
C1 a C8 en la cabeza de la impresora MJ-930C, y se
confirmó la eyección de la tinta a través de todos los inyectores.
Después la impresora se dejo reposar sin poner la tapa en un
entorno de 25ºC durante un año. Después del reposo se llevó a cabo
una operación de limpieza hasta que todos los inyectores pudieron
expulsar la tinta normalmente. Se evaluó el número de operaciones de
limpieza necesarias para volver a la eyección de tinta normal por
todos los inyectores, de acuerdo con el siguiente criterio.
- A:
- Dos o menos operaciones de limpieza
- B:
- Tres o cuatro operaciones de limpieza
- C:
- Cinco o más operaciones de limpieza
\vskip1.000000\baselineskip
Para cada una de las composiciones de tinta C1 a
C8, se imprimió un patrón de impresión de 100% de ocupación
mediante la misma impresora usada antes. Después de la impresión, se
midió el tiempo necesario para que la tinta impresa ya no se
transfiriera a la mano, cuando se tocaba con la mano la cara
impresa. Los resultados se evaluaron de acuerdo con los siguientes
criterios.
Se usó un papel normal Xerox-P
fabricado por Fuji Xerox Co., Ltd. como papel de impresión en la
prueba.
- A:
- Menos de 30 s
- B:
- No menos de 30 s y menos de 1 min
- C:
- No menos de 1 min
Los resultados se resumen en la Tabla 2.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Claims (18)
1. Una composición de tinta que comprende un
pigmento, un dispersante para dispersar el pigmento, un
1,2-alcanodiol, y agua como disolvente
principal,
en la que el contenido del
1,2-alcanodiol es 0,5 a 10% en peso basado en la
cantidad total de la composición de tinta, y
en la que el 1,2-alcanodiol
tiene de 4 a 10 átomos de carbono.
2. La composición de tinta de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que el 1,2-alcanodiol se
selecciona del grupo formado por 1,2-butanodiol,
1,2-pentanodiol, 1,2-hexanodiol, y
una mezcla de los mismos.
3. La composición de tinta de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, que contiene, como
1,2-alcanodiol, de 3 a 10% en peso de
1,2-butanodiol.
4. La composición de tinta de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que contiene, como
1,2-alcanodiol, de 3 a 10% en peso de
1,2-pentanodiol.
5. La composición de tinta de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, que contiene, como
1,2-alcanodiol, de 1 a 6% en peso de
1,2-hexanodiol.
6. La composición de tinta de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, que contiene, como
1,2-alcanodiol, de 0,5 a 3% en peso de
1,2-heptanodiol.
7. La composición de tinta de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, que comprende como
dispersante una resina de polímero de bloques que tiene un valor de
ácido de 100 a 200.
8. La composición de tinta de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, en la que el dispersante
es un copolímero de bloques representado por AB, ABA o ABC en los
que:
A es un bloque hidrófilo;
B es un bloque hidrófilo y contiene al menos 30%
en peso, basado en el peso de B, de un monómero no acrílico
seleccionado del grupo formado por
(1)CH_{2}=CH-R
en el que R representa un grupo
alquilo, arilo, aralquilo o alcarilo
C_{6}-C_{20} sustituido o no
sustituido.
(2)CH_{2}=CH-OR^{1}
en el que R^{1} representa un
grupo alquilo, arilo, aralquilo o alcarilo
C_{3}-C_{20} sustituido o no
sustituido.
(3)CH_{2}=CH-O-C(O)-R^{1}
en el que R^{1} es como se ha
definido en (2),
y
(4)CH_{2}=CH-NR^{2}R^{3}
en el que R^{2} y R^{3} se
selecciona cada uno independientemente del grupo formado por H y
grupos alquilo, arilo, aralquilo y alcarilo
C_{3}-C_{20} sustituidos o no sustituidos, con
la condición de que R^{2} y R^{3} no representen
simultáneamente H;
y
C puede ser cualquier bloque deseado.
9. La composición de tinta de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que además comprende un
tensioactivo no iónico.
10. La composición de tinta de acuerdo con la
reivindicación 9, en la que el tensioactivo no iónico es un
tensioactivo de acetilenglicol.
11. La composición de tinta de acuerdo con la
reivindicación 9 ó 10, en la que el tensioactivo no iónico está
contenido en una cantidad de 0,1 a 5% en peso, basado en la cantidad
total de la composición de tinta.
12. La composición de tinta de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que además comprende un
agente de penetración.
13. La composición de tinta de acuerdo con la
reivindicación 12, en la que el agente de penetración es un
monoéter de glicol.
14. La composición de tinta de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que además comprende
2-pirrolidona.
15. La composición de tinta de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, que se usa en un
procedimiento de grabado por inyección de tinta.
16. La composición de tinta de acuerdo con la
reivindicación 15, en la que el procedimiento de grabado por
inyección de tinta es un procedimiento de grabado que usa una cabeza
de inyección de tinta que forma gotas pequeñas de tinta mediante
deformación mecánica de un dispositivo electroestrictivo.
17. Un procedimiento de grabado por inyección de
tinta que comprende las etapas de: eyectar gotas pequeñas de una
composición de tinta; y depositar las gotas pequeñas sobre un medio
de grabado para realizar la impresión, siendo la composición de
tinta una de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a
16.
18. Un grabado producido por el procedimiento de
grabado de acuerdo con la reivindicación 17.
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