ES2704399T3 - Procedimiento para la fabricación de una tinta de impresión digital para impresión sobre cerámicas y tinta obtenida - Google Patents

Procedimiento para la fabricación de una tinta de impresión digital para impresión sobre cerámicas y tinta obtenida Download PDF

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Abstract

Procedimiento para la fabricación de una tinta de impresión digital para impresión sobre cerámicas, caracterizado porque comprende: - una primera etapa en la que se mezclan: - entre el 30 y el 50% del total en peso de hidrocarburos alifáticos isoparafínicos, - entre el 20 y el 40% del total en peso de ésteres carboxílicos que comprenden ésteres del ácido propanoico, y - entre el 1 y el 10% del total en peso de agentes dispersantes, en una máquina mezcladora, - en una segunda etapa se introduce con adición lenta al menos un pigmento, en una proporción de entre el 25 y el 50% del total en peso, quedando una mezcla líquida, recirculándose dicha mezcla líquida en un molino de molienda, - en una tercera etapa se hace pasar la mezcla líquida por un tamiz, - en una cuarta etapa la mezcla tamizada llega a una tolva donde se dirige a un depósito refrigerado con alta velocidad de refrigeración, - en una quinta etapa se dirige la mezcla refrigerada por un serpentín de refrigeración, y - en una sexta etapa la mezcla de la quinta etapa se hace pasar por un molino de bolas cerámicas de entre 0,2 y 0,7 mm hasta que el pigmento de dicha mezcla líquida obtiene el tamaño de partícula deseado, produciendo una tinta final.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para la fabricación de una tinta de impresión digital para impresión sobre cerámicas y tinta obtenida Procedimiento para la fabricación de una tinta de impresión digital para impresión sobre cerámicas y tinta obtenida que comprende: una primera etapa en la que se mezclan entre el 30 y el 50% del total en peso de hidrocarburos alifáticos isoparafínicos, entre el 20 y el 40% del total en peso de ésteres carboxílicos y/o ésteres del ácido propanoico, y entre el 1 y el 10% del total en peso de agentes dispersantes, en una máquina mezcladora; en una segunda etapa se introduce con adición lenta al menos un pigmento, en una proporción de entre el 25 y el 50% del total en peso, quedando una mezcla líquida, recirculándose dicha mezcla líquida en un molino de molienda; en una tercera etapa se hace pasar la mezcla líquida por un tamiz; en una cuarta etapa la mezcla tamizada llega a una tolva donde se dirige a un depósito refrigerado de alta velocidad de refrigeración; en una quinta etapa se dirige la mezcla refrigerada por un serpentín de refrigeración; y en una sexta etapa la mezcla de la quinta etapa se hace pasar por un molino de bolas cerámicas de entre 0,2 y 0,7 mm hasta que el pigmento de dicha mezcla líquida obtiene el tamaño de partícula deseado, produciendo una tinta final.
Antecedentes de la invención
En el estado de la técnica se conocen diferentes procedimientos y tintas de impresión digital sobre cerámicas para impresión digital. En particular, son tintas acuosas principalmente.
Así, se conoce la patente PCT W003078120, “MÉTODO PARA FABRICAR BALDOSAS CERÁMICAS”, a nombre de ESMALGLASS, del año 2002, en donde una baldosa cerámica ha de quedar cubierta parcial o totalmente con los esmaltes o tintas decorativas aplicadas usando cualquier técnica convencional, y en cuyo proceso no se generan cantidades excesivas de residuos químicos. Consiste en efectuar un primer prensado de atomizado coloreado o no y una capa superior de esmaltes atomizados u otro tipo de material (granillos, granulados, escamas, etc.) en caso necesario mediante cualquiera de los mecanismos de doble carga existentes en el mercado; realizándose la primera etapa de prensado a una presión por debajo de la definitiva y con un punzón liso, obteniendo una baldosa blanda ya parcialmente decorada. A esta baldosa se la decora posteriormente con esmaltes o tintas de serigrafía por cualquier técnica convencional, y a continuación se procede a una segunda etapa de prensado a la presión definitiva con un punzón que puede tener el relieve necesario para conferir el aspecto definitivo a la pieza. La baldosa se somete después a la etapa de secado y cocción. Se prevé una etapa adicional de aplicación de esmalte en grano en una etapa previa a la segunda prensada, mediante una emulsión de adhesivo en la superficie de la baldosa. Si se desean lograr efectos especiales, pueden aplicarse más motivos decorativos.
También se conoce la patente española n.° 9702443 (ES2154526), “MEJORAS INTRODUCIDAS EN LA SOLICITUD DE PATENTE DE INVENCIÓN P-9602488/7, VEHICULOS Y TINTAS ENDURECIBLES POR UNA RADIACION ULTRAVIOLETA Y PROCEDIMIENTO DE UTILIZACION DE LOS MISMOS EN LA FABRICACION DE BALDOSAS CERAMICAS”, del año 1997, que se refiere a unas mejoras introducidas en la solicitud de patente n.° P-9602488/7 por: vehículos y tintas endurecibles por una radiación ultravioleta y procedimiento de utilización de los mismos en la fabricación de baldosas cerámicas, estando constituidos dichos vehículos por (a) uno o varios oligómeros polimerizables que contienen grupos funcionales terminales reactivos del tipo acrilato o metacrilato, seleccionables entre un poliéster, un poliuretano, un acrílico o cualquier combinación de los mismos (b) opcionalmente, uno o varios monómeros polimerizables que contienen grupos funcionales reactivos del tipo acrilato o metacrilato, pudiendo ser monofuncionales o polifuncionales, (c) un sistema fotoiniciador compuesto capaz de iniciar efectivamente la reacción de polimerización, tanto en el interior como superficialmente, por exposición a una radiación ultravioleta, (d) uno o varios líquidos no reactivos, en los que se diluyen o se dispersan los componentes anteriores; cuyas mejoras se caracterizan porque el componente (a) se encuentra en forma de una emulsión.
La patente PCT n.° W02007036942, “TINTAS CON UN EFECTO COMPARABLE AL DEL GRABADO PARA IMPRIMIR SOBRE SUPERFICIES CERÁMICAS”, del año 2006, a nombre de la firma israelita DIP TECH. L TD., que se refiere a una composición de tinta en chorro de tinta para la impresión sobre un sustrato de cerámica que comprende: (a) un vehículo líquido; (b) partículas submicrométricas de la composición de enlace que tienen un punto de fusión inferior a 600°C; y c) partículas submicrométricas que causan un efecto tipo grabado, teniendo dichas partículas submicrométricas un punto de fusión Zn elevado que contiene partículas de frita de vidrio, compuestas por SiO2, ZnO y B203, o bien una combinación de las mismas con partículas de óxido metálico, causando dichas partículas submicrométricas un efecto tipo grabado que tiene un punto de fusión de al menos 50°C por encima del punto de fusión de dichas partículas submicrométricas de la composición de enlace.
Breve descripción de la invención
La presente invención es un avance en el campo de la fabricación de tintas, en especial de tintas para impresión digital sobre cerámicas.
Tradicionalmente se han venido empleando materiales sólidos, en estado seco, para la molienda. Ello ha supuesto unos costes energéticos muy elevados, debido a que es más difícil moler un sólido que no una mezcla líquida.
Asimismo en muchos casos se precisa una premolturación de la dispersión de pigmentos.
Las mezclas sólidas tienen el inconveniente de que pueden taponar las tolvas y los tamices si éstas se apelmazan, lo que supone la necesidad de limpiar muy habitualmente las máquinas.
En relación al documento más cercano, la patente W02007036942 si se analiza el resultado final, es decir, la tinta, aun cuando ambas son tintas para chorro de tinta y para superficies cerámicas, el documento más cercano tiene un problema en el momento de la impresión.
Así, en el documento más cercano, en ambientes con mucha humedad, debido al calor que se genera en el momento de la impresión, se genera un vapor de condensación que se mezcla con la tinta para chorro de tinta, lo que merma la calidad de la misma, ya que no es tan pura. Es muy relevante cuando se realizan impresiones de alta calidad, donde los matices de los colores son valorados.
De este modo, la tinta resultante del presente procedimiento es una tinta incompatible con el agua o con el vapor de condensación que se produce en los cabezales de tinta para chorro de tinta, como consecuencia de llevar un hidrocarburo, lo que permite que la tinta que sale por el cabezal de la impresora sea la misma que se imprime en la superficie cerámica, es decir, respetando de este modo los colores de una manera fidedigna.
Además, se consigue que la tinta no tenga ni contaminaciones ni impurezas, debido a que no se mezcla con agentes acuosos.
Esto es así ya que se busca la fragilidad de la mezcla por choque térmico, de esta manera cuando se haga pasar por el molino de bolas de la quinta etapa se obtiene el tamaño buscado.
Un primer objeto de esta invención es un procedimiento para la fabricación de una tinta de impresión digital para impresión sobre cerámicas que se caracteriza porque comprende: una primera etapa en la que se mezclan entre el 30 y el 50% del total en peso de hidrocarburos alifáticos isoparafínicos, entre el 20 y el 40% del total en peso de ésteres carboxílicos y/o ésteres del ácido propanoico, y entre el 1 y el 10% del total en peso de agentes dispersantes, en una máquina mezcladora, en una segunda etapa se introduce con adición lenta al menos un pigmento, en una proporción de entre el 25 y el 50% del total en peso, quedando una mezcla líquida, recirculándose dicha mezcla líquida en un molino de molienda, en una tercera etapa se hace pasar la mezcla líquida por un tamiz, en una cuarta etapa la mezcla tamizada llega a una tolva donde se dirige a un depósito refrigerado de alta velocidad de refrigeración, en una quinta etapa se dirige la mezcla refrigera por un serpentín de refrigeración, y en una sexta etapa la mezcla de la quinta etapa se hace pasar por un molino de bolas cerámicas de entre 0,2 y 0,7 mm hasta que el pigmento de dicha mezcla líquida obtiene el tamaño de partícula deseado, produciendo una tinta final.
Un segundo objeto de esta invención es una tinta de impresión digital para impresión sobre cerámicas caracterizada porque comprende: entre el 25 y el 50% del total en peso de pigmentos, entre el 30 y el 50% del total en peso de hidrocarburos alifáticos isoparafínicos, entre el 20 y el 40% del total en peso de ésteres carboxílicos que comprenden ésteres del ácido propanoico, y entre el 1 y el 10% del total en peso de agentes dispersantes, siendo una tinta con una viscosidad de entre 25-30 cP a 25°C y de entre 10-14 cP entre 35-40°C.
Realización específica de la invención
Así en una realización específica de esta invención, el procedimiento para la fabricación de una tinta de impresión digital para impresión sobre cerámicas comprende las siguientes etapas:
Una primera etapa en la que se mezclan hidrocarburos alifáticos isoparafínicos, con ésteres carboxílicos y/o ésteres del ácido propanoico, con agentes dispersantes, en una máquina mezcladora.
Las proporciones iniciales son las siguientes:
- entre el 30 y el 50% del total en peso de hidrocarburos alifáticos isoparafínicos,
- entre el 20 y el 40% del total en peso de ésteres carboxílicos y/o ésteres del ácido propanoico, y
- entre el 1 y el 10% del total en peso de agentes dispersantes.
Como se ha señalado anteriormente, el empleo de hidrocarburos hace que la tinta que sale por los cabezales no pueda ser contaminada. En el momento en que se imprime, se produce un vapor de condensación, que si la tinta es soluble al agua, supone que se mezcla con la misma y se contaminan los colores y las propiedades de la misma. Opcionalmente podrían introducirse entre el 0,1 y el 10% del total en peso de polímeros. Se introducen ya que en algunas formulaciones ayuda a que la fórmula sea más estable.
En la segunda etapa se introduce un pigmento o varios, con adición lenta, quedando una mezcla líquida, recirculándose dicha mezcla líquida en un molino de molienda, que tritura dicha mezcla. La adición lenta se realiza para conseguir una buena dispersión del pigmento o pigmentos en la mezcla de la primera etapa.
En una tercera etapa se hace pasar la mezcla líquida por un tamiz, que filtra las partículas que no han quedado convenientemente molidas, o con un tamaño predeterminado.
La cuarta y quinta etapa tienen la función de refrigerar la mezcla de la tercera etapa. Ello es así, porque se pretende conseguir un choque térmico en dicha mezcla, que deje más frágil la mezcla para que en la sexta etapa pueda obtenerse el tamaño de grano deseado.
En una cuarta etapa la mezcla tamizada, caliente o muy caliente por la acción del molino de molienda, llega a una tolva donde se dirige a un depósito refrigerado de alta velocidad de refrigeración, con el fin de crear el mencionado choque térmico.
Posteriormente, en la quinta etapa se dirige la mezcla por un serpentín de refrigeración, para bajar más aún la temperatura de la mezcla. Esto se hace para provocar un segundo choque término cuando la mezcla entre en los molinos de bolas, que debido al rozamiento están a una alta temperatura.
Así, por último, en la sexta etapa, la mezcla de la quinta etapa se hace pasar por un molino de bolas cerámicas de entre 0,2 y 0,7 mm, lo que genera unas altas temperaturas en el interior del molino, aumentando la temperatura de la mezcla, provocando una fragilidad en la misma que facilita asimismo la acción de dichos molinos de bolas.
La mezcla seguirá en los molinos hasta que el pigmento o pigmentos de dicha mezcla líquida alcancen el tamaño de partícula deseado, produciendo una tinta final.
La tinta de impresión digital para impresión sobre cerámicas obtenida comprende los siguientes porcentajes:
- entre el 25 y el 50% del total en peso de pigmentos,
- entre el 30 y el 50% del total en peso de hidrocarburos alifáticos isoparafínicos,
- entre el 20 y el 40% del total en peso de ésteres carboxílicos y/o ésteres del ácido propanoico, - entre el 1 y el 10% del total en peso de agentes dispersantes,
siendo una tinta con una viscosidad de entre 25-30 cP a 25°C y de entre 10-14 cP entre 35-40°C.
La medición a 25°C se lleva a cabo en laboratorio y la medición a 35-40°C tiene lugar porque es la temperatura de disparo del cabezal, de ahí el margen de temperatura.
Opcionalmente pueden introducirse polímeros para que en algunas formulaciones la fórmula sea más estable. La proporción sería de entre un 0,1-10% del total en peso de dichos polímeros.
A modo de ejemplo, a continuación se detallan una serie de ejemplos de tintas obtenidas de acuerdo con el procedimiento anterior:
Ejemplo 1
Ester (Waglinol): 12% (ésteres del ácido propanoico)
Dispersante (SOLSPERSE J930): 8%
Hidrocarburo destilado del petróleo (ISOPAR V): 37%
Ester (CERAPHYL ODS): 13% (ésteres carboxílicos)
Pigmento (Siccocer Cyan): 30%
Lo que da una tinta cerámica de color cyan.
Ejemplo 2
Ester (Waglinol): 10% (ésteres del ácido propanoico)
Agente dispersante (SOLSPERSE J930): 10%
Hidrocarburo destilado del petróleo (ISOPAR V): 35%
Ester (CERAPHYL ODS): 10% (ésteres carboxílicos)
Pigmento (Amarillo Siccocer): 35%
Lo que da una tinta cerámica de color amarillo.
Ejemplo 3 (formulación con polímero)
Ester (Waglinol): 18% (ésteres del ácido propanoico)
Dispersante (SOLSPERSE J930): 10%
Hidrocarburo destilado del petróleo (ISOPAR V): 37%
Ester (CERAPHYL ODS): 5% (ésteres carboxílicos)
Polímero (EFKA 1502): 2%
Pigmento (Red Brown Siccocer): 28%
Lo que da una tinta cerámica de color marrón.
Para obtener los colores pueden emplearse, por ejemplo, los siguientes pigmentos:
- Cyan: espinela de cobalto, aluminio y cromo.
-- Amarillo: espinela de zirconio, silicio y praseodimio.
- Azul: espinela de cobalto (11) y óxido de aluminio.
- Rojo marrón: espinela de zirconio, silicio y hierro.
-- Negro: espinela de cobalto, manganeso, hierro y cromo.
- Marrón: espinela de zinc, hierro y cromo.
Esta invención describe un nuevo procedimiento para la fabricación de una tinta de impresión digital para impresión sobre cerámicas y tinta obtenida. Los ejemplos mencionados en este caso no son limitativos de esta invención, por lo que podrá tener distintas aplicaciones y/o adaptaciones, todas ellas dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    Procedimiento para la fabricación de una tinta de impresión digital para impresión sobre cerámicas, caracterizado porque comprende:
    - una primera etapa en la que se mezclan:
    • entre el 30 y el 50% del total en peso de hidrocarburos alifáticos isoparafínicos,
    • entre el 20 y el 40% del total en peso de ésteres carboxílicos que comprenden ésteres del ácido propanoico, y
    • entre el 1 y el 10% del total en peso de agentes dispersantes,
    en una máquina mezcladora,
    - en una segunda etapa se introduce con adición lenta al menos un pigmento, en una proporción de entre el 25 y el 50% del total en peso, quedando una mezcla líquida, recirculándose dicha mezcla líquida en un molino de molienda,
    - en una tercera etapa se hace pasar la mezcla líquida por un tamiz,
    - en una cuarta etapa la mezcla tamizada llega a una tolva donde se dirige a un depósito refrigerado con alta velocidad de refrigeración,
    - en una quinta etapa se dirige la mezcla refrigerada por un serpentín de refrigeración, y
    - en una sexta etapa la mezcla de la quinta etapa se hace pasar por un molino de bolas cerámicas de entre 0,2 y 0,7 mm hasta que el pigmento de dicha mezcla líquida obtiene el tamaño de partícula deseado, produciendo una tinta final.
    Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque en la primera etapa comprende entre el 0,1 y el 10% del total en peso de polímeros.
    Tinta de impresión digital para impresión sobre cerámicas caracterizada porque comprende:
    - entre el 25 y el 50% del total en peso de pigmentos,
    - entre el 30 y el 50% del total en peso de hidrocarburos alifáticos isoparafínicos,
    - entre el 20 y el 40% del total en peso de ésteres carboxílicos que comprenden ésteres del ácido propanoico, y
    - entre el 1 y el 10% del total en peso de agentes dispersantes,
    siendo una tinta con una viscosidad de entre 25-30 cP a 25°C y de entre 10-14 cP entre 35-40°C.
    Tinta, según la reivindicación 3, caracterizada porque comprende entre el 0,1 y el 10% del total en peso de polímeros.
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