ES2291800T3 - Composicion de tinta de acuarela para utensilios de escribir y metodo para su produccion. - Google Patents
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Abstract
Una composición de tinta de acuarela para utensilios de escribir que comprende por lo menos un copolímero acrílico soluble en álcalis, un alcohol inferior como disolvente, agua y un material colorante, en la que el copolímero acrílico soluble en álcalis tiene un peso molecular de 7.000 a 15.000, un índice de acidez de 30 a 100 y una temperatura de transición vítrea de -10 a +60ºC.
Description
Composición de tinta de acuarela para utensilios
de escribir y método para su producción.
La presente invención se refiere a una
composición de tinta de acuarela para utensilios de escribir que
tiene transparencia coloreada o incolora y, en particular, a una
composición de tinta de acuarela para utensilios de escribir que
tiene tanto sensación transparente como sensación sólida en la
escritura dibujada usando las composiciones de tintas. La invención
se refiere además a un método para producir dicha composición de
tinta de acuarela para utensilios de escribir.
En el campo de los pósteres, ilustraciones o
adornos, en algunos casos se ha esperado hasta la fecha una
escritura que tuviera una sensación de aumento en la que la
escritura se hincha y se han propuesto diversas composiciones de
tintas para realizar dicha escritura. Por ejemplo, la referencia 1
demuestra pinturas de aumento caracterizadas por mezclar caolín que
actúa como componente principal para conseguir el aumento, caolín
que se disuelve en agua y se deja reposar durante un período
determinado de tiempo, una pintura acrílica para colorear que se
disuelve en alcohol etílico, un material aglutinante para aumentar
la aptitud de conformación y la adherencia entre la base y la
pintura, y un deslizante que comprende partículas finas para el
acabado superficial. La referencia 2 demuestra tintas en emulsión
para impresión por cliché caracterizadas porque, en una emulsión
del tipo de agua en aceite que comprende una fase oleosa y una fase
acuosa, se usa como fase acuosa una emulsión de resina del tipo de
aceite en agua. Y esta referencia describe que los caracteres
impresos usando la tinta en emulsión para impresión por cliché
tienen la sensación de aumento. Además, la referencia 3 describe
composiciones de tintas de pinturas caracterizadas por el uso de
parafina como aglutinante y describe que un revestimiento grueso
con la tinta de pintura permite que la expresión sólida y ornamento
tengan una sensación sólida.
- Referencia 1: patente JP-A-3-290473
- Referencia 2: patente JP-A-6-220382
- Referencia 3: patente JP-A-2002-285066.
Sin embargo, estas composiciones de tintas
carecen de transparencia y todavía no se han conseguido
composiciones de tintas de acuarelas para utensilios de escribir
que tengan transparencia coloreada o incolora y dejen una escritura
que tenga tanto sensación transparente como sensación sólida.
La invención va dirigida a proporcionar
composiciones de tintas de acuarelas para utensilios de escribir que
tengan transparencia coloreada o incolora y tengan tanto sensación
transparente como sensación sólida en la escritura.
Los autores de la presente invención han
investigado intensamente para resolver los problemas antes descritos
y, como resultado, han descubierto que cuando composiciones de
tintas de acuarelas para utensilios de escribir comprenden por lo
menos un copolímero acrílico soluble en álcalis, un alcohol inferior
como disolvente, agua y un material colorante, en las que el
copolímero acrílico soluble en álcalis tiene un peso molecular de
7.000 a 15.000, un índice de acidez de 30 a 100 y una temperatura
de transición vítrea de -10 a +60ºC, se pueden proporcionar
composiciones de tintas de acuarelas para utensilios de escribir que
tienen transparencia coloreada o incolora y tienen tanto sensación
transparente como sensación sólida en la escritura, habiéndose
conseguido así la invención.
Esto es, las composiciones de tintas de
acuarelas para utensilios de escribir de la invención tienen
transparencia coloreada o incolora y tienen tanto sensación
transparente como sensación sólida en la escritura.
A continuación se ilustra la invención en
detalle.
Los copolímeros acrílicos solubles en álcalis
usados en la invención son copolímeros que se preparan
copolimerizando apropiadamente ésteres acrílicos, estireno, ácido
acrílico, ácido maleico, ácido metacrílico, etc., tienen en su
molécula grupos ácidos, como grupos carboxilos, y se disuelven en
agua que contiene sustancias alcalinas. En la invención, los
copolímeros solubles en álcalis que tienen pesos moleculares de
7.000 a 15.000, índices de acidez de 30 a 100 y temperaturas de
transición vítrea de -10 a +60ºC se añaden y usan en una proporción
de 20 a 55 por ciento en peso. Ejemplos de dichos copolímeros
incluyen copolímeros de ácido acrílico/éster metacrílico,
copolímeros de poliésteres acrílicos, copolímeros de ácido
acrílico/estireno, copolímeros de ácido maleico/estireno, etc.
Estos copolímeros se pueden usar solos o como mezclas de dos o más
de ellos. Pesos moleculares inferiores a 7.000 originan una
viscosidad demasiado baja y hacen difícil obtener líneas de
escritura sólidas y fijar la propia escritura. Pesos moleculares
superiores a 15.000 originan un incremento notable de la viscosidad
de la tinta, incluso aunque se añada una cantidad pequeña de los
copolímeros, haciendo difícil añadir una cantidad suficiente de
estos y obtener una sensación sólida suficiente y causando además
deterioro de la fluidez.
Los copolímeros acrílicos solubles en álcalis
usados en la invención tienen índices de acidez de 30 a 100.
Índices de acidez inferiores a 30 hacen difícil disolver la tinta en
el disolvente originando turbiedad y perjudicando la sensación
transparente. Índices de acidez superiores a 100 originan deterioro
de la resistencia al agua y corrimiento notable en la
escritura.
Además, los copolímeros acrílicos solubles en
álcalis usados en la invención tienen temperaturas de transición
vítrea de -10 a +60ºC. Temperaturas de transición vítrea inferiores
a -10ºC originan pegajosidad de la escritura después de secarse y
las superiores a +60ºC originan agrietamiento de la escritura
después de secarse.
La cantidad de copolímero acrílico soluble en
álcalis antes descrito a usar en la cantidad total de tinta es 20 a
55 por ciento en peso. Una cantidad inferior al 20 por ciento en
peso origina una cantidad demasiado insuficiente de componentes
resinosos que quedan después del secado de la tinta para líneas de
dibujo sólidas. Una cantidad superior al 55 por ciento en peso
origina un incremento notable de la viscosidad de la tinta, que
origina un deterioro de su fluidez. Aunque se usan una, dos o más
aminas inferiores que forman gases a 20ºC, esto es, amoníaco,
monometilamina, monoetilamina, dimetilamina y trimetilamina, como
sustancia alcalina para solubilizar las resinas se prefiere
amoníaco debido a su secado rápido. Deseablemente las sustancias
alcalinas se añaden para ajustar el pH a un valor de 7 a 10 para
disolver las resinas.
Los disolventes usados en la invención son
mezclas de agua y alcoholes inferiores y la proporción de agua en
la mezcla total de disolventes es 20 a 80 por ciento en peso. Una
cantidad inferior al 20 por ciento en peso favorece la penetración
de la tinta en el papel, dependiendo de la clase de papel, haciendo
difícil dibujar líneas sólidas. Una cantidad superior al 80 por
ciento en peso hace difícil la disolución de las resinas,
dependiendo del índice de acidez. Ejemplos de alcoholes usados como
disolventes incluyen etanol, alcohol isopropílico, alcohol
n-propílico, monometil éter de propilenglicol, etc.
Estos disolventes se pueden usar solos o como mezclas de dos o más
de ellos.
Como materiales colorantes, en la invención se
pueden usar colorantes o pigmentos para tintas alcohólicas y
acuosas ordinarias que coloreen en un grado tal que la apariencia de
la tinta no pierda transparencia. Ejemplos específicos incluyen
colorantes solubles en agua y solubles en alcoholes; colorantes
directos, como amarillo directo C.I. 44, amarillo directo C.I. 50,
rojo directo C.I. 84, rojo directo C.I. 225, violeta directo C.I.
9, azul directo C.I. 2 y verde directo C.I. 30; colorantes básicos,
como amarillo básico C.I. 25, naranja básico C.I. 2, rojo básico
C.I. 9, violeta básico C.I. 3, azul básico C.I. 1 y azul básico
C.I. 9; colorantes ácidos, como amarillo ácido C.I. 1, amarillo
ácido C.I. 7, naranja ácido C.I. 7, rojo ácido C.I. 1, rojo ácido
C.I. 13, rojo ácido C.I. 87, violeta ácido C.I. 7, azul ácido C.I.
7, azul ácido C.I. 9, azul ácido C.I. 74, azul ácido C.I. 90, verde
ácido C.I. 7, verde ácido C.I. 16 y marrón ácido C.I. 39; o
colorantes solubles en alcoholes, como negro disolvente C.I. 5,
negro disolvente C.I. 7, azul disolvente C.I. 5, azul disolvente
C.I. 12, azul disolvente C.I. 25, azul disolvente C.I. 38, azul
disolvente C.I. 70, rojo disolvente C.I. 1, rojo disolvente C.I. 8,
rojo disolvente C.I. 23, rojo disolvente C.I. 82, amarillo
disolvente C.I. 6, amarillo disolvente C.I. 21, amarillo disolvente
C.I. 56, amarillo disolvente C.I. 61, naranja disolvente C.I. 45,
violeta disolvente C.I. 21, verde disolvente C.I. 3 y marrón
disolvente C.I. 20; y colorantes fluorescentes. Estos colorantes se
pueden usar solos o como mezclas de uno, dos o más de ellos. Además,
se pueden usar pigmentos inorgánicos, como negro de carbono y
dióxido de titanio que es un pigmento blanco, pigmentos orgánicos,
pigmentos fluorescentes y pigmentos que almacenan luz, como azul de
ftalocianina (C.I. 74160), verde de ftalocianina (C.I. 74260),
amarillo diazo GR (C.I. 21100), rojo permanente 4R (C.I. 12335) y
carmín brillante 6B (C.I. 15850), solos o como mezclas de dos o más
de ellos.
Además de los componentes antes descritos, se
pueden usar aditivos conocidos usados para composiciones de tintas
de acuarelas para utensilios de escribir, según se necesiten para
las composiciones de tintas de la invención. Ejemplos de estos
aditivos incluyen dispersantes, espesantes, humectantes, disolventes
orgánicos de punto de ebullición alto, conservantes,
anticorrosivos, etc.
En la invención, los componentes antes descritos
de las composiciones de tintas se mezclan y agitan con un agitador
conocido a temperaturas que varían desde la temperatura ambiente
hasta aproximadamente 50 ó 60ºC, para preparar tintas de acuarelas
para utensilios de escribir. Las tintas resultantes de acuarelas
para utensilios de escribir son incoloras o transparentes y la
escritura dibujada usando estas tintas tiene tanto sensación
transparente como sensación sólida. Sensación transparente de la
escritura significa que la película formada no tiene turbiedad para
transmitir luz y, más específicamente, que los colores de papel en
el que se ha escrito la escritura o los caracteres escritos son
visibles mediante la escritura dibujada con los presentes utensilios
de escritura. Y sensación sólida significa la condición en la que
la película de porciones escritas se hinchan después de
secarse.
La presente invención se ilustra más
específicamente mediante ejemplos y ejemplos comparativos. No se
debe considerar que la invención está limitada por los ejemplos.
Las partes son partes en peso y los porcentajes (%) son porcentajes
(%) en peso.
Se fabricó una composición de tinta de acuarela
que comprendía 99,9% en peso de una solución de copolímero de ácido
metacrílico/éster metacrilato en una mezcla de agua/alcohol y 0,1%
en peso de azul disolvente C.I. 38.
La solución del copolímero de ácido
acrílico/éster metacrilato en la mezcla de agua/alcohol tenía la
siguiente composición:
\vskip1.000000\baselineskip
Se fabricó una composición de tinta de acuarela
que tenía la siguiente composición:
\vskip1.000000\baselineskip
La solución acuosa del copolímero de éster
poliacrilato tenía la siguiente composición:
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
1
Se disminuyó a la mitad la cantidad de la
solución acuosa del copolímero de éster poliacrilato usada en el
ejemplo 2 y la cantidad disminuida fue sustituida por la misma
cantidad de agua desmineralizada por intercambio iónico.
\newpage
Se fabricó una composición de tinta de acuarela
que tenía la siguiente composición:
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
2
Se disminuyó a 10% en peso la cantidad de agua
desmineralizada por intercambio iónico y la cantidad disminuida fue
sustituida por la misma cantidad de alcohol isopropílico.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
3
Se duplicó la cantidad de resina usada en el
ejemplo 3 y se disminuyó en la misma cantidad el agua dismeralizada
por intercambio iónico.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
4
Se fabricó una composición de tinta de acuarela
que tenía la siguiente composición:
\newpage
Ejemplo comparativo
5
\vskip1.000000\baselineskip
La solución alcohólica del copolímero de ácido
acrílico/éster metacrilato tenía la siguiente composición:
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
6
La solución acuosa del copolímero de éster
poliacrilato (peso molecular 13.900; índice de acidez 76,5;
temperatura de transición vítrea -7,5ºC) del ejemplo 2 fue
sustituida por una emulsión (relación de resina a emulsión 45,5% en
peso) de copolímero de éster poliacrilato (peso molecular 24.000;
índice de acidez 19,0; temperatura de transición vítrea
-15,0ºC).
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
7
El copolímero de ácido acrílico/estireno (peso
molecular 8.500; índice de acidez 73,0; temperatura de transición
vítrea 40,0ºC) del ejemplo 3 fue sustituido por un copolímero de
ácido acrílico/estireno (peso molecular 4.600; índice de acidez
108,0; temperatura de transición vítrea 60,0ºC).
En los ejemplos 1 a 3 y en los ejemplos
comparativos 1 a 7, se pesaron las cantidades de los respectivos
componentes que después se disolvieron y agitaron con un conocido
agitador a temperaturas de 50 a 60ºC durante aproximadamente dos
horas.
Las calidades de los productos resultantes se
midieron de acuerdo con los métodos siguientes. Los resultados se
indican en la tabla 1.
(1) Transparencia de la tinta: Se pusieron las
respectivas tintas en un frasco de transparente vidrio y se valoró
la transparencia como O o X por inspección a simple vista.
(2) Sensación transparente y sensación sólida de
la escritura: Las tintas preparadas en los ejemplos 1 a 3 y en los
ejemplos comparativos 1 a 7 se pusieron en depósitos extremadamente
estrechos de plumas de esta compañía para obtener utensilios de
escribir. Se trazaron espirales sobre placas de vidrio escribiendo
con los utensilios de escribir obtenidos y se valoró la
transparencia de la escritura, esto es, la presencia de turbiedad, y
la sensación sólida como O o X por inspección a simple vista.
Los resultados indicados en la tabla 1 revelan
que en las composiciones de tintas de acuarelas para utensilios de
escribir que comprenden por lo menos un copolímero acrílico soluble
en álcalis, un alcohol inferior como disolvente, agua y un material
colorante, en las que el copolímero acrílico soluble en álcalis
tiene un peso molecular de 7.000 a 15.000, un índice de acidez de
30 a 100 y una temperatura de transición vítrea de -10 a +60ºC, la
apariencia de las composiciones de tintas tiene una transparencia
coloreada o incolora y la escritura tiene tanto sensación
transparente como sensación sólida.
A partir de la descripción dada, los expertos en
la técnica no sólo comprenderán la presente invención y las
ventajas correspondientes sino que también encontrarán evidentes
diversos cambios y modificaciones de las composiciones y ejemplos
descritos. Por lo tanto, se entiende que la invención abarca todos
estos cambios y modificaciones dentro del espíritu y alcance de la
invención, que queda definida por las reivindicaciones adjuntas y
sus equivalentes.
Claims (10)
1. Una composición de tinta de acuarela para
utensilios de escribir que comprende por lo menos un copolímero
acrílico soluble en álcalis, un alcohol inferior como disolvente,
agua y un material colorante, en la que el copolímero acrílico
soluble en álcalis tiene un peso molecular de 7.000 a 15.000, un
índice de acidez de 30 a 100 y una temperatura de transición vítrea
de -10 a +60ºC.
2. La composición de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que la cantidad de copolímero acrílico
soluble en álcalis contenido en la cantidad total de tinta es 2 a
55 por ciento en peso.
3. La composición de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que el agua constituye entre 20 por ciento
en peso o más y 80 por ciento en peso o menos de la cantidad total
de disolventes de la tinta y un alcohol disolvente soluble en agua
constituye la cantidad residual.
4. Un método de producir una composición de
tinta de acuarela para utensilios de escribir que incluye la etapa
de agitar por lo menos un copolímero acrílico soluble en álcalis que
tiene un peso molecular entre 7.000 y 15.000, un índice de acidez
entre 30 y 100 y una temperatura de transición vítrea entre -10 y
+60ºC, un alcohol inferior como disolvente, agua y un material
colorante, a una temperatura entre la temperatura ambiente y
aproximadamente 60ºC, preferiblemente entre la temperatura ambiente
y aproximadamente 50ºC.
5. El método de acuerdo con la reivindicación 4,
en el que el copolímero acrílico soluble en álcalis se proporciona
copolimerizando una serie de polímeros seleccionados del grupo que
comprende ésteres acrílicos, estireno, ácido acrílico, ácido
maleico, ácido metacrílico, etc., que tienen en su molécula grupos
ácidos, como grupos carboxílicos, y disolviéndolo en agua que
contiene sustancias alcalinas.
6. El método de acuerdo con la reivindicación 4,
en el que el citado alcohol inferior usado como disolvente se
selecciona del grupo que comprende etanol, alcohol isopropílico,
alcohol n-propílico, monometil éter de
propilenglicol y mezclas de los mismos.
7. El método de acuerdo con la reivindicación 4,
en el que el citado material colorante se selecciona del grupo que
comprende pigmentos para tintas alcohólicas y acuosas
ordinarias.
8. El método de acuerdo con la reivindicación 4,
en el que la cantidad del citado copolímero acrílico soluble en
álcalis en la composición de tinta de acuarela es entre 20 y 55 por
ciento en peso.
9. El método de acuerdo con la reivindicación 4,
en el que entre 20 y 80 por ciento en peso de la citada agua está
en una mezcla de la citada agua y el citado alcohol inferior usado
como disolvente.
10. El método de acuerdo con la reivindicación
4, en el que se añade a las composiciones de tintas de acuarelas
por lo menos un aditivo seleccionado del grupo que comprende
dispersantes, espesantes, humectantes, disolventes orgánicos de
punto de ebullición alto, conservantes y anticorrosivos.
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