ES2914047T3 - Composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación, artículos impresos y métodos de chorro de tinta térmica para usarlos - Google Patents

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Abstract

Composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación, que comprende: (A) un oligómero monoetilénicamente insaturado; (B) un monómero monoetilénicamente insaturado; y (C) un disolvente; en la que la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación está sustancialmente libre de un fotoiniciador; y en la que el peso total del oligómero monoetilénicamente insaturado (A) es menor o igual al peso total del monómero monoetilénicamente insaturado (B).

Description

DESCRIPCIÓN
Composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación, artículos impresos y métodos de chorro de tinta térmica para usarlos
Antecedentes de la invención
Campo de la invención
La presente invención se refiere a composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación, a artículos impresos y a métodos para formar una imagen sobre un sustrato usando las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación.
Análisis de los antecedentes
La descripción de los “antecedentes” proporcionada en el presente documento es para el fin de presentar de manera general el contexto de la divulgación. El trabajo de los inventores actualmente nombrados, en la medida en que se describe en esta sección de antecedentes, así como los aspectos de la descripción que pueden no calificarse como técnica anterior en el momento de la presentación, no se admiten expresa o implícitamente como técnica anterior contra la presente invención.
La impresión por chorro de tinta térmica (TIJ) es una tecnología deseable para la impresión, la codificación y el marcado, ya que ofrece altas resoluciones de impresión a un coste inferior al de las tecnologías competidoras en este campo, tales como los métodos de chorro de tinta continua. En los procedimientos de impresión por chorro de tinta térmica, los cartuchos de impresión contienen una serie de cámaras diminutas, conteniendo cada una un calentador, que producen gotas de tinta a partir de la vaporización térmica de un disolvente de tinta. En el procedimiento de expulsión en chorro, una resistencia se calienta rápidamente para producir una burbuja de vapor (de ahí la expresión “chorro de burbujas”), que posteriormente expulsa una gota por el orificio. Este procedimiento es extremadamente eficaz y reproducible y los modernos cabezales de impresión por TIJ para aplicaciones gráficas industriales son capaces de generar gotas uniformes de 4 pl o menos de volumen a frecuencias de 36 kHz o superiores.
Sin embargo, la impresión por chorro de tinta térmica ha tenido una aceptación modesta debido a la escasa distancia de proyección y a una fiabilidad relativamente escasa a lo largo del tiempo. Por ejemplo, algunas tintas de chorro de tinta dan lugar a la humectación de la placa de la boquilla, la obstrucción del cabezal de impresión, la formación de costra, y sufren de un mal comportamiento de destapado (por ejemplo, el tiempo de destapado), todo lo cual puede hacer que las tintas salgan a chorro de manera poco fiable y dar lugar a la erosión de la calidad de la imagen con el tiempo. En muchos casos, la pérdida de calidad de impresión puede recuperarse limpiando los inyectores o repitiendo los disparos. Sin embargo, si esta recuperación no es posible, la calidad de la imagen seguirá deteriorándose.
Aunque los sistemas de impresión por chorro de tinta térmica están disponibles desde hace más de 30 años, muchas de las tintas comerciales se basan en disolventes acuosos o humectantes para reducir la probabilidad de que la tinta se seque dentro de las boquillas. Sin embargo, estas estrategias basadas en disolventes acuosos o humectantes sufren de largos tiempos de secado de la tinta y de una escasa adherencia a una variedad de sustratos. Las tintas curables por energía serían una opción. Además, con el fin de expulsar en chorro de manera adecuada desde los cabezales de impresión térmicos, se presta especial atención a la reducción de la viscosidad de la tinta mediante el uso de monómeros y aditivos de bajo peso molecular. Sin embargo, los monómeros y aditivos de bajo peso molecular de este tipo a menudo no se curan tan completamente como los monómeros de mayor peso molecular, por lo que se emplean sistemas fotoiniciadores para ayudar al curado completo de los componentes de la tinta de bajo peso molecular. Estas tintas tienden a provocar niveles inaceptables de contaminación de los productos envasados, por ejemplo, productos alimenticios o farmacéuticos, debido a la migración de los monómeros de bajo peso molecular, los aditivos y los fragmentos de fotoiniciadores, en el producto envasado.
Sumario de la invención
En vista de lo anterior, existe la necesidad de composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación para su uso en métodos de impresión por chorro de tinta térmica que se expulsen de manera fiable, que no den lugar a la humectación de la placa de la boquilla, que tengan un comportamiento ventajoso de destapado y que formen composiciones de tinta curadas con una migración mínima.
Por consiguiente, un objeto de la presente invención es proporcionar nuevas composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar nuevos artículos impresos que contengan composiciones de tinta curadas formadas a partir de las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar nuevos métodos para formar una imagen sobre un sustrato aplicando las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación sobre el sustrato y exponiéndolo a la radiación de haz de electrones.
Estos y otros objetos que resultarán evidentes en la siguiente descripción detallada se han logrado gracias al descubrimiento de los inventores de que la humectación de la placa de la boquilla, el mal comportamiento de destapado, la obstrucción de la boquilla y la aparición de la migración pueden minimizarse o suprimirse mediante las siguientes composiciones de tinta.
Por tanto, la presente invención proporciona:
(1) Una composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación, que comprende:
(A) un oligómero monoetilénicamente insaturado;
(B) un monómero monoetilénicamente insaturado; y
(C) un disolvente;
en la que la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación está sustancialmente libre de un fotoiniciador; y
en la que el peso total del oligómero monoetilénicamente insaturado (A) es menor o igual al peso total del monómero monoetilénicamente insaturado (B).
(2) La composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación del punto (1), en la que el oligómero monoetilénicamente insaturado (A) está presente en una cantidad de aproximadamente el 8 a aproximadamente el 30% en peso, basándose en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
(3) La composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación del punto (1) o (2), en la que el monómero monoetilénicamente insaturado (B) está presente en una cantidad de aproximadamente el 20 a aproximadamente el 50% en peso, basándose en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
(4) La composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según uno cualquiera de los puntos (1) a (3), en la que el disolvente (C) está presente en una cantidad de aproximadamente el 30 a aproximadamente el 65% en peso, basándose en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
(5) La composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según uno cualquiera de los puntos (1) a (4), en la que el disolvente (C) es un disolvente orgánico, o una mezcla de dos o más disolventes orgánicos.
(6) La composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según uno cualquiera de los puntos (1) a (5), en la que la razón en peso del monómero monoetilénicamente insaturado (B) con respecto al oligómero monoetilénicamente insaturado (A) es de 1:1 a 3:1.
(7) La composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según uno cualquiera de los puntos (1) a (6), que comprende además (D) un componente polietilénicamente insaturado.
(8) La composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según el punto (7), en la que el componente polietilénicamente insaturado (D) está presente en una cantidad de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 20% en peso, basándose en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
(9) La composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según el punto (7) u (8), en la que la razón en peso del peso combinado del monómero monoetilénicamente insaturado (B) y del componente polietilénicamente insaturado (D) con respecto al oligómero monoetilénicamente insaturado (A) ((B+D)/A) es superior a 1:1 y hasta 4:1. (10) La composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según uno cualquiera de los puntos (7) a (9), en la que el componente polietilénicamente insaturado (D) es un monómero polietilénicamente insaturado (D1), un oligómero polietilénicamente insaturado (D2), o una mezcla de los mismos.
(11) La composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según uno cualquiera de los puntos (1) a (10), que comprende además (E) un éster de acrilato de un éster de ácido carboxílico de fórmula (I)
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en la que R1, R2 y R3 son cada uno independientemente un alquilo, un arilo, un alquilarilo, un alcoxiarilo o un grupo cicloalifático que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, y R4 es un grupo seleccionado de hidrógeno, metilo, etilo, propilo, butilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, nonilo, decilo, fenilo y alcoxifenilo.
(12) La composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según el punto (11), en la que el éster de acrilato de un éster de ácido carboxílico de fórmula (I) (E) está presente en una cantidad de aproximadamente el 0,5 a aproximadamente el 15% en peso, basándose en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
(13) La composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según el punto (11) o (12), en la que R1 y R2 combinados tienen de 6 a 8 átomos de carbono, R3 es metilo y R4 es hidrógeno.
(14) La composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según uno cualquiera de los puntos (11) a (13), en la que el peso combinado del oligómero monoetilénicamente insaturado (A) y el éster de acrilato de un éster de ácido carboxílico de fórmula (I) (E) es menor o igual al peso total del monómero monoetilénicamente insaturado (B). (15) La composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según uno cualquiera de los puntos (1) a (14), que comprende además (F) un agente anti-formación de costra.
(16) La composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según uno cualquiera de los puntos (1) a (15), que comprende además (G) un colorante y/o al menos un aditivo (H) seleccionado del grupo que consiste en un tensioactivo, un estabilizador, un promotor de adherencia y un marcador de seguridad.
(17) La composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según uno cualquiera de los puntos (1) a (16), que presenta un nivel de migración inferior a 10 ppb después de curarse sobre un artículo.
(18) Un artículo impreso, que comprende:
un sustrato y una composición de tinta curada sobre el sustrato, en el que la composición de tinta curada se forma a partir de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según uno cualquiera de los puntos (1) a (17). (19) Un método de formación de una imagen sobre un sustrato, que comprende:
aplicar una composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación sobre una superficie del sustrato mediante un cabezal de impresión por chorro de tinta térmica, en el que la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación comprende
(A) un oligómero monoetilénicamente insaturado,
(B) un monómero monoetilénicamente insaturado, y
(C) un disolvente,
en el que la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación está sustancialmente libre de un fotoiniciador, y
en el que el peso total del oligómero monoetilénicamente insaturado (A) es menor o igual al peso total del monómero monoetilénicamente insaturado (B); y
exponer la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación a la radiación de haz de electrones para curar, al menos parcialmente, la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación para formar una composición de tinta curada sobre la superficie del sustrato.
(20) Un depósito de tinta, que comprende la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según uno cualquiera de los puntos (1) a (17).
Breve descripción de los dibujos
Los párrafos anteriores se han proporcionado a modo de introducción general, y no se pretende que limiten el alcance de las siguientes reivindicaciones. Las realizaciones descritas, junto con otras ventajas, se entenderán mejor por referencia a la siguiente descripción detallada cuando se considera junto con los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es una ilustración de una estación de suministro a granel para aplicaciones verticales (impresión hacia abajo/envío) (printing down/mailing);
la figura 2 es una ilustración de la estación de suministro a granel para aplicaciones horizontales (codificación de cajas) (case coding).
Descripción detallada de la invención
En la siguiente descripción, se entiende que pueden utilizarse otras realizaciones y que pueden realizarse cambios estructurales y operativos sin apartarse del alcance de las presentes realizaciones divulgadas en el presente documento.
El término “curable” describe, por ejemplo, una composición de tinta con capacidad para polimerizarse, endurecerse y/o reticularse en respuesta a un estímulo de curado adecuado, tal como la radiación actínica (por ejemplo, energía ultravioleta (UV), energía infrarroja (IR), por ejemplo, de un diodo emisor de luz (LED)), energía de haz de electrones (EB), energía térmica u otra fuente de energía. Una composición de tinta curable normalmente es líquida a 25°C antes del curado. Una composición de tinta curable puede usarse para imprimir sobre un sustrato, formando una película de tinta impresa o un recubrimiento. La película de tinta curable se cura endureciendo, polimerizando y/o reticulando la tinta o el recubrimiento para formar una tinta curada. El término “curable por radiación” se refiere, por ejemplo, a todas las formas de curado tras la exposición a una fuente de radiación, incluyendo fuentes de luz (por ejemplo, radiación actínica, tal como luz ultravioleta (UV), por ejemplo, con una longitud de onda de 200-400 nm o más raramente la luz visible), una fuente de calor en presencia o ausencia de iniciadores térmicos de alta temperatura, y una fuente de partículas aceleradas (por ejemplo, la radiación de haz de electrones (EB)) en presencia o ausencia de iniciadores, y combinaciones apropiadas de las mismas.
Tal como se usa en el presente documento, el término “curado” se refiere a una composición de tinta curable mediante la cual los componentes curables presentes en la composición de tinta curable han experimentado polimerización, reticulación y/o endurecimiento para formar una red polimerizada o reticulada, e incluye composiciones de tinta parcialmente curadas y sustancialmente curadas. Cuando la composición de tinta curable se cura desde un estado líquido hasta un estado sólido, los monómeros y/u oligómeros curables forman (1) enlaces químicos, (2) enlaces mecánicos o (3) una combinación de enlaces químicos y mecánicos. Tal como se usa en el presente documento, “parcialmente curado” o “curar parcialmente” se refiere a una composición de tinta curable en la que del 20 al 75% en peso de los grupos funcionales curables presentes en la composición de partida están polimerizados y/o reticulados, y el término “sustancialmente curado” o “curar sustancialmente” se refiere a una composición de tinta curable en la que más del 75% en peso, preferiblemente más del 80% en peso, más preferiblemente más del 90% en peso de los grupos funcionales curables presentes en la composición de partida experimentan una conversión (es decir, se polimerizan y/o reticulan). Asimismo, “al menos parcialmente curado” o “curar al menos parcialmente” se refiere a una composición de tinta curable en la que al menos el 20% en peso, preferiblemente al menos el 30% en peso, más preferiblemente al menos el 40% en peso, incluso más preferiblemente al menos el 50% en peso (y hasta el 100% en peso) de los grupos funcionales curables presentes en la composición de partida se han polimerizado y/o reticulado. El grado de curado descrito anteriormente puede cuantificarse midiendo el porcentaje de grupos etilénicamente insaturados reaccionados mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR).
Los grupos etilénicamente insaturados adecuados que pueden curarse en las presentes composiciones de tinta incluyen acrilato, metacrilato, acrilamida, metacrilamida, vinilo, alilo u otros grupos funcionales etilénicamente insaturados. Los materiales que incluyen dichos grupos pueden estar en forma de monómeros, oligómeros y/o polímeros, o mezclas de los mismos. Tal como se usa en el presente documento, el término “monómero” es un compuesto cuyas moléculas pueden unirse para formar oligómeros o polímeros. Un “oligómero”, tal como se usa en el presente documento, es un compuesto polimérico que contiene relativamente pocas unidades estructurales de repetición (es decir, 2, 3 ó 4 unidades de repetición). Un “polímero”, tal como se usa en el presente documento, es una molécula grande, o macromolécula, que se compone de muchas unidades estructurales de repetición (es decir, 5 o más unidades de repetición). Los compuestos alcoxilados etilénicamente insaturados se excluyen de la definición de oligómero o polímero y se consideran en el presente documento monómeros a menos que se indique lo contrario. Por ejemplo, el diacrilato de neopentilglicol propoxilado se considera un monómero.
Tal como se usa en el presente documento, “monoetilénicamente insaturado” se refiere a los componentes (monómeros u oligómeros) de las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación que tienen un grupo etilénicamente insaturado por molécula, mientras que “polietilénicamente insaturado” se refiere a aquellos componentes (monómeros u oligómeros) que tienen dos o más (por ejemplo, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, etc.) grupos etilénicamente insaturados por molécula. Por ejemplo, un “oligómero monoetilénicamente insaturado” se refiere a un material oligomérico que contiene un grupo etilénicamente insaturado que puede participar en el curado cuando se expone a una fuente de radiación.
Al referirse a las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación, la expresión “sustancialmente libre”, a menos que se especifique lo contrario, describe una cantidad de un componente particular (por ejemplo, un fotoiniciador) presente en la composición de tinta que es inferior a aproximadamente el 1% en peso, preferiblemente inferior a aproximadamente el 0,5% en peso, más preferiblemente inferior a aproximadamente el 0,1% en peso, incluso más preferiblemente inferior a aproximadamente el 0,05% en peso, e incluso aún más preferiblemente el 0% en peso, con respecto al peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
Tal como se usa en el presente documento, los términos “opcional” u “opcionalmente” significan que el/los acontecimiento(s) descrito(s) posteriormente puede(n) o no producirse o que el/los componente(s) descrito(s) posteriormente puede(n) o no estar presente(s) (por ejemplo, 0% en peso).
En los cabezales de impresión por chorro de tinta, la placa de la boquilla es donde se forman las gotas de tinta. La humectación de la placa de la boquilla se define como una acumulación de tinta alrededor de las boquillas de un cabezal de impresión por chorro de tinta que puede acabar dando lugar a un charco de tinta en la placa de la boquilla. La humectación de la placa de la boquilla de una composición de chorro de tinta puede evaluarse cualitativamente de manera visual o mediante el uso de sistemas de cámaras enfocadas a la placa de la boquilla o midiendo la sostenibilidad, que se indica mediante la impresión continua sin pérdida de boquillas. A continuación en el presente documento, se expondrá un análisis adicional sobre la sostenibilidad.
Tal como se usa en el presente documento, el término “distancia de proyección” se define como la distancia entre el cabezal de impresión y el sustrato que puede usarse sin dejar de obtener la calidad de imagen deseada. La distancia de proyección de una composición de chorro de tinta puede medirse imprimiendo un patrón de prueba con distancias crecientes entre el cabezal de impresión y el sustrato y evaluando la calidad de la imagen. Esto puede incluir la impresión de una imagen como un código de barras y la evaluación de la clase del código de barras usando un verificador de códigos de barras, midiendo el grosor de una línea impresa o simplemente evaluando visualmente la calidad de la imagen impresa.
El término “control de destapado”, tal como se menciona en el presente documento, significa la capacidad de la tinta de chorro de tinta curable por radiación para salir fácilmente del cabezal de impresión, tras una exposición prolongada al aire. El “tiempo de destapado” de la tinta se mide como la cantidad de tiempo que un cabezal de impresión por chorro de tinta puede dejarse sin tapar antes de que las boquillas de la impresora dejen de disparar correctamente, potencialmente debido al atasco o al taponamiento cuando se reanuda la impresión. En general, la(s) boquilla(s) puede(n) atascarse (es decir, impedirse, ralentizarse) o taponarse (es decir, obstruirse, cerrarse sustancial o completamente) por un tapón viscoso que se forma en la(s) boquilla(s) como resultado de la pérdida de disolvente, la formación de costra en la tinta, y/o la formación de corteza de diversos componentes de la tinta en y/o alrededor de cualquiera de las boquillas. Si una boquilla se ha atascado, las gotas de tinta expulsadas a través del orificio de la boquilla pueden estar mal dirigidas, lo que puede afectar negativamente a la calidad de la impresión. Cuando un orificio está taponado, se bloquea sustancial o completamente. Como resultado del taponamiento de la boquilla, las gotas de tinta pueden no pasar a través de la boquilla afectada. Por tanto, el criterio para medir el fallo de disparo de una boquilla es un mal direccionamiento de la tinta a través del orificio de la boquilla en menor o mayor grado, o un bloqueo completo, que puede medirse inspeccionando visualmente una imagen impresa o mediante instrumentos de claridad de imagen conocidos por los expertos habituales en la técnica, por ejemplo, Personal Image Analysis System™ - II (PIAS™-II), disponible de Quality Engineering Associates (QEA), Massachusetts, EE.UU. En su forma más sencilla, un método consiste en imprimir un patrón de prueba determinado con las boquillas del cabezal de impresión para verificar su estado de funcionamiento. A continuación, se exponen las boquillas al aire durante un tiempo determinado sin imprimir ni salpicar las boquillas. A continuación, vuelven a imprimirse todas las boquillas con el patrón de prueba dado por segunda vez. A continuación se comparan los patrones de prueba para determinar el número de boquillas débiles o mal dirigidas. En el peor de los casos, estos atascos o taponamientos de las boquillas dan lugar a un fallo total de disparo por parte de la boquilla.
Composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación
La presente divulgación se refiere a las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación que poseen una estabilidad física y química adecuada tanto a temperaturas ambiente como a temperaturas de funcionamiento del cabezal de impresión, se expulsan de manera fiable, no dan lugar a la humectación de la placa de la boquilla o al atasco de la boquilla, tienen un comportamiento ventajoso de destapado y, después del curado, poseen propiedades ventajosas de adherencia, resistencia al frotamiento y al rayado, y bajas tendencias de migración. Por tanto, además de proporcionar imágenes claras y fiables con propiedades deseables, las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación divulgadas en el presente documento también pueden aumentar la longevidad del equipo de impresión (por ejemplo, los cabezales de chorro de tinta térmica), en cuanto a tiradas de producción más largas sin necesidad de limpieza intermitente y en cuanto a ampliación general de la vida útil del equipo de impresión.
Las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación de la presente divulgación comprenden materiales curables por radiación, que son generalmente líquidos de baja volatilidad, tanto a temperatura ambiente como a las temperaturas empleadas en los cabezales de impresión. Tales composiciones incluyen generalmente los siguientes componentes (A) un oligómero monoetilénicamente insaturado, (B) un monómero monoetilénicamente insaturado, (C) un disolvente, opcionalmente (D) un componente polietilénicamente insaturado, opcionalmente (E) un éster de acrilato de un ácido carboxílico, opcionalmente (F) un agente anti-formación de costra, opcionalmente (G) un colorante, y opcionalmente (H) un aditivo.
(A) Oligómero monoetilénicamente insaturado
Los oligómeros monoetilénicamente insaturados generalmente proporcionan películas curadas de curado rápido, fuertes pero flexibles, alto alargamiento, resistencia química y distancias de proyección ventajosas. En el presente documento pueden emplearse oligómeros monoetilénicamente insaturados tanto alifáticos como aromáticos, por ejemplo, acrilatos o metacrilatos de alcoholes alquílicos de cadena lineal, de cadena ramificada o cíclicos, y oligómeros acrílicos aromáticos, incluyendo alcoholes de poliéter de los mismos. Los ejemplos específicos incluyen oligómeros de monoacrilato alifático (por ejemplo, CN152, CN130), oligómeros de monoacrilato aromático (por ejemplo, CN131), oligómeros acrílicos (por ejemplo, CN2285) y similares, así como mezclas de los mismos. Además de los grupos acrilato o metacrilato, los oligómeros monoetilénicamente insaturados empleados en el presente documento también pueden poseer funcionalidad hidroxilo, por ejemplo, CN3100 y CN3105. Todos los oligómeros descritos anteriormente están disponibles de Sartomer Co. Inc. (Exton, Pa.). Preferiblemente, el oligómero monoetilénicamente insaturado es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en CN3100, CN3105 y CN131, más preferiblemente CN3100.
El oligómero monoetilénicamente insaturado puede estar presente en la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación en una cantidad de al menos aproximadamente el 8% en peso, preferiblemente al menos aproximadamente el 10% en peso, preferiblemente al menos aproximadamente el 11% en peso, preferiblemente al menos aproximadamente el 12% en peso, más preferiblemente al menos aproximadamente el 13% en peso, incluso más preferiblemente al menos aproximadamente el 14% en peso, incluso más preferiblemente al menos aproximadamente el 15% en peso, incluso aún más preferiblemente al menos aproximadamente el 18% en peso, y hasta aproximadamente el 30% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 27% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 25% en peso, o en un intervalo del 8 al 30% en peso, preferiblemente del 10 al 27% en peso, más preferiblemente del 12 al 25% en peso, incluso más preferiblemente del 14 al 25% en peso, basándose en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
En algunas realizaciones, el oligómero monoetilénicamente insaturado tiene un peso molecular promedio en número de al menos aproximadamente 250 g/mol, preferiblemente de al menos aproximadamente 300 g/mol, más preferiblemente de al menos aproximadamente 350 g/mol, y hasta aproximadamente 50.000 g/mol, preferiblemente hasta aproximadamente 30.000 g/mol, preferiblemente hasta aproximadamente 10.000 g/mol, más preferiblemente hasta aproximadamente 5.000 g/mol, incluso más preferiblemente hasta aproximadamente 1.000 g/mol. La viscosidad del oligómero monoetilénicamente insaturado (A) es normalmente de aproximadamente 50 cP, preferiblemente de aproximadamente 70 cP, más preferiblemente de aproximadamente 90 cP, y hasta aproximadamente 1.200 cP, preferiblemente hasta aproximadamente 1.100 cP, y más preferiblemente hasta aproximadamente 1.000 cP a 25°C, aunque son posibles viscosidades fuera de este intervalo y los oligómeros monoetilénicamente insaturados pueden seguir funcionando como se pretende.
(B) Monómero monoetilénicamente insaturado
Los monómeros monoetilénicamente insaturados (B) pueden aumentar la longitud de la cadena de los oligómeros o, de otro modo, aumentar el peso molecular, sin una reticulación excesiva, contribuyendo a un módulo bajo, a un alargamiento alto, a una flexibilidad, a unas propiedades de dureza deseables, a una resistencia térmica, a una contracción baja, a una resistencia al agua mejorada, a una elasticidad y a una resistencia al impacto de las composiciones de tinta curadas.
El monómero monoetilénicamente insaturado puede ser un monómero de éster de acrilato con funcionalidad hidroxilo, un monómero de éster de acrilato alifático o aromático, y/o un monómero de vinil éter.
Los monómeros de ésteres de acrilato adecuados que tienen funcionalidad hidroxilo incluyen monoacrilatos funcionales de hidroxilo, o sus mono(met)acrilatos de alcoholes alquílicos de cadena lineal, cadena ramificada o cíclicos, incluyendo alcoholes de poliéter. Los ejemplos de los mismos incluyen, pero no se limitan a, hidroxialquilacrilatos e hidroxialquil(met)acrilatos en los que el grupo hidroxialquilo contiene de 1 a 12 átomos de carbono, preferiblemente de 2 a 10 átomos de carbono, preferiblemente de 3 a 8 átomos de carbono. Los ejemplos incluyen hidroxietilacrilato, hidroxietil(met)acrilato, hidroxipropilacrilato, hidroxipropil(met)acrilato, hidroxibutilacrilato, hidroxibutil(met)acrilato, 2-hidroxi-3-feniloxipropilacrilato, 2-hidroxi-3-feniloxipropil(met)acrilato, monoacrilato de 1,4-butanodiol, mono(met)acrilato de 1,4-butanodiol, 4-hidroxiciclohexilacrilato, 4-hidroxiciclohexil(met)acrilato, monoacrilato de 1,6-hexanodiol, mono(met)acrilato de 1,6-hexanodiol, metacrilato de 2-[(1',1',1 '-trifluoro-2'-(trifluorometil)-2'-hidroxi)propil]-3-norbornilo, y cualquier combinación o subconjunto de los mismos.
Los monómeros de ésteres de acrilato alifáticos o aromáticos para su uso en composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación incluyen, pero no se limitan a, por ejemplo, acrilatos y (met)acrilatos de alcoholes alquílicos de cadena lineal, cadena ramificada o cíclicos, tales como alcoholes que tienen de 1 a 20 átomos de carbono, preferiblemente de 4 a 16 átomos de carbono, incluyendo alcoholes de poliéter de los mismos, así como acrilatos o (met)acrilatos de alcoholes aromáticos, bicíclicos o heterocíclicos, que opcionalmente contienen un grupo de unión alifático entre el acrilato y el grupo aromático, bicíclico o heterocíclico. Los ejemplos de los cuales incluyen, pero no se limitan a, acrilato de 3,3,5-trimetilciclohexilo (TMCHA) (por ejemplo, SR420), metacrilato de 3,3,5-trimetilciclohexilo (por ejemplo, CD421), acrilato de 3,5,5-trimetilhexilo, metacrilato de ciclohexilo, metacrilato de fenilo, acrilato de 4-terc-butilciclohexilo (Laromer TBCH), metacrilato de diciclopentadienilo (por ejemplo, CD535), metacrilato de éter metílico de dietilenglicol (por ejemplo, CD545), monómero de monoacrilato de metoxipolietilenglicol (550) (CD553), acrilato de tetrahidrofurfurilo alcoxilado (por ejemplo, CD611), metacrilato de nonilfenol etoxilado (4) (por ejemplo, CD612), acrilato de nonilfenol etoxilado (por ejemplo, CD613), metacrilato de trietilenglicol y etil éter (por ejemplo, CD730), éster de ácido monofuncional (por ejemplo, CD9050), acrilato de laurilo alcoxilado (por ejemplo, CD9075), acrilato de fenol alcoxilado (por ejemplo, CD9087), metacrilato de tetrahidrofurfurilo (por ejemplo, SR203), metacrilato de isodecilo (por ejemplo, SR242), acrilato de 2-(2etoxietoxi)etilo (por ejemplo, SR256), acrilato de estearilo (por ejemplo, SR257), acrilato de tetrahidrofurfurilo (por ejemplo, SR285), metacrilato de laurilo (por ejemplo, SR313A), metacrilato de estearilo (por ejemplo, SR324), acrilato de laurilo (por ejemplo, SR335), acrilato de 2-fenoxiletilo (por ejemplo, SR339), metacrilato de 2-fenoxiletilo (por ejemplo, SR340), acrilato de isodecilo (por ejemplo, SR395), metacrilato de isobornilo (por ejemplo, SR423A), acrilato de isooctilo (por ejemplo, SR440), acrilato de octadecilo (SR484), acrilato de tridecilo (SR489D), metacrilato de tridecilo (SR493), acrilato de caprolactona (por ejemplo, SR495), acrilato de nonilfenol etoxilado (4) (por ejemplo, SR504), acrilato de isobornilo (por ejemplo, SR506A), acrilato formal de trimetilolpropano cíclico (por ejemplo, SR531), monometacrilato de metoxipolietilenglicol (350) (por ejemplo, SR550), y similares. Los monómeros monoetilénicamente insaturados pueden usarse individualmente o en combinación de dos o más de los mismos. Todos los monómeros descritos anteriormente están disponibles de Sartomer Co. Inc. (Exton, Pa.), BASF Dispersions & Resins, Estados Unidos, o Sigma Aldrich.
En algunas realizaciones, el monómero monoetilénicamente insaturado es preferiblemente al menos uno seleccionado del grupo que consiste en acrilato de 4-terc-butilciclohexilo, acrilato de isobornilo, acrilato de 3,3,5-trimetilciclohexilo (TMCHA) y acrilato de 2-fenoxietilo, más preferiblemente acrilato de 3,3,5-trimetilciclohexilo (por ejemplo, SR420).
Los monómeros de vinil éter pueden incluir un vinil éter alifático, aromático, alcoxilo, ariloxilo monofuncional y alcohol de vinil éter. Los ejemplos adecuados incluyen vinil éteres tales como Rapi-cure HBVE, Rapi-cure CVE, Rapi-cure EHVE, todos ellos disponibles de Ashland Specialty Company, vinil éter de 4-hidroximetilo y ciclohexilmetilo (Novachem), dodecilvinil éter y octadecilvinil éter.
El monómero monoetilénicamente insaturado puede estar presente en la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación en una cantidad de al menos aproximadamente el 20% en peso, preferiblemente de al menos aproximadamente el 24% en peso, preferiblemente de al menos aproximadamente el 26% en peso, preferiblemente de al menos aproximadamente el 28% en peso, más preferiblemente de al menos aproximadamente el 30% en peso, incluso más preferiblemente de al menos aproximadamente el 32% en peso, y hasta aproximadamente el 50% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 46% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 42% en peso, más preferiblemente hasta aproximadamente el 38% en peso, incluso más preferiblemente hasta aproximadamente el 36% en peso, o en un intervalo del 20 al 40% en peso, preferiblemente del 23 al 38% en peso, preferiblemente del 24 al 37% en peso, más preferiblemente del 25 al 36% en peso basándose en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
La viscosidad del monómero monoetilénicamente insaturado (B) es normalmente de desde aproximadamente 2 cP, preferiblemente de aproximadamente 3 cP, más preferiblemente de aproximadamente 5 cP, y hasta aproximadamente 300 cP, preferiblemente hasta aproximadamente 200 cP, preferiblemente hasta aproximadamente 150 cP, preferiblemente hasta aproximadamente 145 cP, y más preferiblemente hasta aproximadamente 140 cP a 25°C, aunque son posibles viscosidades fuera de este intervalo y los monómeros monoetilénicamente insaturados pueden seguir funcionando tal como se pretende.
(C) Disolventes
El disolvente (C) en las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación puede ayudar a la formación de burbujas durante el procedimiento de expulsión en chorro, lo que da lugar a una expulsión de chorro de tinta fiable cuando se usa en las cantidades descritas en el presente documento en combinación con los demás componentes de la tinta divulgados para proporcionar la supresión de la humectación de la placa de la boquilla, la ampliación del tiempo de destapado y el control de la destapado, la reducción de la boquilla bloqueada y/o la reducción de los cambios en la trayectoria de la gota. La elección del disolvente puede, por tanto, afectar a las propiedades de la composición de tinta curada (por ejemplo, propiedades de adherencia, resistencia al frotamiento y al rayado, tendencias de migración, etc.) aunque el disolvente ya no esté presente, o esté presente en menores cantidades en la composición de tinta curada. La cantidad de disolvente (C) presente en las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación suele ser de al menos aproximadamente el 25% en peso, preferiblemente de al menos aproximadamente el 30% en peso, preferiblemente de al menos aproximadamente el 35% en peso, preferiblemente de al menos aproximadamente el 40% en peso, más preferiblemente de al menos aproximadamente el 45% en peso, incluso más preferiblemente de al menos aproximadamente el 50% en peso, y hasta aproximadamente el 70% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 68% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 66% en peso, más preferiblemente hasta aproximadamente el 64% en peso, incluso más preferiblemente hasta aproximadamente el 62% en peso, incluso aún más preferiblemente hasta aproximadamente el 60% en peso, incluso aún más preferiblemente hasta aproximadamente el 55% en peso, o en un intervalo del 30 al 65% en peso, preferiblemente del 45 al 60% en peso, más preferiblemente del 50 al 55% en peso, basándose en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
El disolvente (C) puede ser agua, uno o más disolventes orgánicos, o una mezcla de los mismos. En algunas realizaciones, las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación son sustancialmente no acuosas, lo que significa que no se añade agua a las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación aparte de las cantidades incidentales de humedad derivadas de las condiciones ambientales. En tales realizaciones, las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación están sustancialmente libres de agua y tienen menos de aproximadamente el 3% en peso, preferiblemente menos de aproximadamente el 2% en peso, preferiblemente menos de aproximadamente el 1% en peso, preferiblemente menos de aproximadamente el 0,1% en peso, preferiblemente menos de aproximadamente el 0,05% en peso de agua, basándose en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
En realizaciones preferidas, el disolvente (C) es un disolvente orgánico, incluyendo dos o más disolventes orgánicos.
Los disolventes orgánicos adecuados incluyen alcoholes, por ejemplo, alcoholes que contienen de 1 a 4 átomos de carbono, tales como metanol, etanol, butanol, propanol e isopropanol; glicol éteres, tales como monometil éter de etilenglicol, monoetil éter de etilenglicol, monobutil éter de etilenglicol, acetato de monometil éter de etilenglicol, monometil éter de dietilenglicol, monoetil éter de dietilenglicol, mono-n-propil éter de dietilenglicol, mono-isopropil éter de etilenglicol, mono-iso-propil éter de dietilenglicol, mono-n-butil éter de etilenglicol, mono-t-butil éter de dietilenglicol, mono-n-butil éter de trietilenglicol, mono-t-butil éter de dietilenglicol, 1-metil-2-metoxibutanol, monometil éter de propilenglicol, monoetil éter de propilenglicol, mono-t-butil éter de propilenglicol, mono-n-propil éter de propilenglicol, mono-isopropil éter de propilenglicol, mono-n-butil éter de propilenglicol, mono-n-butil éter de dipropilenglicol, monometil éter de dipropilenglicol, monoetil éter de dipropilenglicol, mono-n-propil éter de dipropilenglicol y mono-isopropil éter de dipropilenglicol; éteres (éteres no glicólicos), por ejemplo, éteres que contienen de 4 a 8 átomos de carbono, tales como dietil éter, dipropil éter, terc-butil metil éter, dibutil éter, dioxano y tetrahidrofurano; cetonas, por ejemplo, cetonas que contienen de 3 a 6 átomos de carbono, incluyendo acetona, metil etil cetona y ciclohexanona; ésteres, incluyendo aquellos que tienen de 3 a 6 átomos de carbono, por ejemplo, acetato de metilo, acetato de etilo, acetato de n-butilo, lactato de metilo, lactato de etilo; amidas tales como formamida y acetamida; sulfóxidos, por ejemplo dimetilsulfóxido; y mezclas de dos o más de los mismos. En particular, los alcoholes, las cetonas y los ésteres tienen una característica atractiva, ya que son capaces de penetrar en las superficies de los sustratos semi y no porosos más fácilmente que las tintas a base de agua, reduciendo así el tiempo de secado y mejorando la adherencia.
Por tanto, en realizaciones preferidas, el disolvente (C) es al menos un disolvente orgánico seleccionado de un alcohol, una cetona y un éster, más preferiblemente metanol, etanol, acetona o una mezcla de los mismos se emplea como disolvente (C).
Cuando se emplea una mezcla de disolventes (C), preferiblemente disolventes orgánicos, la razón en peso de disolventes en la mezcla puede ser de aproximadamente 1:10, preferiblemente de aproximadamente 1:9, preferiblemente de aproximadamente 1:8, preferiblemente de aproximadamente 1:7, preferiblemente de aproximadamente 1:6, preferiblemente de aproximadamente 1:5, preferiblemente de aproximadamente 1:4, preferiblemente de aproximadamente 1:3, preferiblemente de aproximadamente 1:2, preferiblemente de aproximadamente 1:1, y hasta 10:1, preferiblemente hasta aproximadamente 9:1, preferiblemente hasta aproximadamente 8:1, preferiblemente hasta aproximadamente 7:1, preferiblemente hasta aproximadamente 6:1, preferiblemente hasta aproximadamente 5:1, preferiblemente hasta aproximadamente 4:1, preferiblemente hasta aproximadamente 3:1, preferiblemente hasta aproximadamente 2:1. En las realizaciones más preferidas, se usa una mezcla de metanol y etanol en una razón de aproximadamente 3:1 a 5:1, más preferiblemente de aproximadamente 4:1. Sin embargo, son posibles razones en peso fuera de este intervalo y las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación pueden seguir funcionando tal como se pretende.
(D) Componente polietilénicamente insaturado
En algunas realizaciones, la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación incluye además un componente polietilénicamente insaturado (D), que incluye dos o más grupos etilénicamente insaturados por molécula, por ejemplo, moléculas di, tri, tetra, penta, hexa, hepta y octaetilénicamente insaturadas. Los componentes polietilénicamente insaturados para su uso en las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación incluyen, por ejemplo, acrilatos, (met)acrilatos o vinil éteres de alcoholes alquílicos de cadena lineal, cadena ramificada, hiperramificados o cíclicos, incluyendo aquellos que son acrilatos, (met)acrilatos o vinil éteres de alcoholes basados en silicona, poliéster o glicol. En algunas realizaciones, las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación están sustancialmente libres de componentes polietilénicamente insaturados (D). Sin embargo, cuando están presentes, la cantidad de componente polietilénicamente insaturado presente en las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación es normalmente de al menos aproximadamente el 1% en peso, preferiblemente al menos aproximadamente el 1,5% en peso, preferiblemente al menos aproximadamente el 2% en peso, preferiblemente al menos aproximadamente el 3% en peso, y hasta aproximadamente el 25% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 20% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 15% en peso, más preferiblemente hasta aproximadamente el 10% en peso, incluso más preferiblemente hasta aproximadamente el 8% en peso, incluso aún más preferiblemente hasta aproximadamente el 6% en peso, o en un intervalo de aproximadamente el 2 al 12% en peso, preferiblemente del 3 al 10% en peso, basándose en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
El componente polietilénicamente insaturado (D) puede ser un monómero polietilénicamente insaturado (D1), un oligómero polietilénicamente insaturado (D2) o una mezcla de los mismos (D1+D2).
Los monómeros polietilénicamente insaturados (D1) adecuados son normalmente líquidos a una temperatura de 25°C, y pueden proporcionar propiedades de viscosidad ventajosas. Los monómeros polietilénicamente insaturados (D1) a modo de ejemplo que pueden emplearse en el presente documento incluyen diacrilato de tripropilenglicol, diacrilato de neopentilglicol, diacrilato de 1,6-hexanodiol (todos ellos disponibles de Sartomer Co. Inc.), acrilatos de alcoholes propoxilados tales como diacrilato de neopentilglicol propoxilado (2) (SR9003B, Sartomer Co. Inc.), acrilatos de alcoholes etoxilados tales como triacrilato de trimetilolpropano etoxilado (por ejemplo, triacrilato de trimetilolpropano etoxilado (6) (SR499), triacrilato de trimetilolpropano etoxilado de baja migración (SR455LM), cada uno de ellos de Sartomer Co. Inc.), divinil éter de trietilenglicol (por ejemplo, Rapi-cure DVE 3), divinil éter de ciclohexanodietanol, divinil éter de dietilenglicol, divinil éter de hexanodiol, divinil éter de butanodiol (todos ellos disponibles de Sigma Aldrich), éster del ácido bis[4-(eteniloxi)butil]hexanodioico (VECTOMER 4060), éster [bis[4-(eteniloxibutílico] del ácido 1,3-bencenodicarboxílico (VECTOMER 4010), monómeros de vinil éter trifuncionales (por ejemplo, tris(4-vinniloxibutil)trimelitato, VECTOMER 5015), todos ellos disponibles de Vertellus Performance Materials, Greensboro, NC. Preferiblemente, cuando están presentes, se usan acrilatos de alcoholes propoxilados, tales como diacrilato de neopentilglicol propoxilado (2) (SR9003B, Sartomer Co. Inc.) como monómero polietilénicamente insaturado (D1). También pueden usarse monómeros híbridos polietilénicamente insaturados que contengan tanto funcionalidad acrilato como vinil éter, los ejemplos de los cuales incluyen, pero no se limitan a, (met)acrilato de 2-(2-viniletoxi)etilo, (met)acrilato de 2-(viniloxietoxi)-2-propilo, (met)acrilato de 2-(2-viniloxietoxi)-3-propilo, (met)acrilato de 2-(2-viniloxietoxi)-2-butilo, (met)acrilato de 2-(2-viniloxietoxi)4-butilo, (met)acrilato de 2-(2-aliloxietoxi)etilo, (met)acrilato de 2-(2-aliloxietoxi)-2-propilo, (met)acrilato de 2-(2-aliloxietoxi)-3-propilo, (met)acrilato de 2-(2-aliloxietoxi)-2-butilo, (met)acrilato de 2-(2-aliloxietoxi)-4-butilo, (met)acrilato de 2-(2-viniloxipropoxi)etilo, (met)acrilato de 2-(2-viniloxipropoxi)-2-propilo, (met)acrilato de 2-(2-viniloxipropoxi)-3-propilo, (met)acrilato de 2-(3-viniloxipropoxi)etilo, (met)acrilato de 2-(3-viniloxipropoxi)2-propilo, (met)acrilato de 2-(3-viniloxipropoxi)-3-propilo, y cualquier combinación o subconjunto de los mismos. Cualquiera de los monómeros polietilénicamente insaturados anteriores puede usarse individualmente o en combinación de dos o más.
Los oligómeros polietilénicamente insaturados (D2) pueden usarse opcionalmente en las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación para ofrecer dureza, flexibilidad, resistencia a la abrasión, durabilidad exterior, resistencia al amarilleo y otras propiedades deseables a las composiciones de tinta curadas. En algunas realizaciones, los oligómeros polietilénicamente insaturados tienen un peso molecular promedio en número de al menos aproximadamente 300 g/mol, preferiblemente al menos aproximadamente 500 g/mol, más preferiblemente al menos aproximadamente 800 g/mol, y hasta aproximadamente 50.000 g/mol, preferiblemente hasta aproximadamente 30.000 g/mol, más preferiblemente hasta aproximadamente 10.000 g/mol, incluso más preferiblemente hasta unos 5.000 g/mol, e incluso aún más preferiblemente hasta unos 1.200 g/mol. Los oligómeros polietilénicamente insaturados (D2) a modo de ejemplo que pueden emplearse en el presente documento incluyen los oligómeros de diacrilato (por ejemplo, CN132, Cn 991, CN962, c N964 y CN966, Sartomer Co. Inc.), oligómeros de tetraacrilato (por ejemplo, CN549, Sartomer Co. Inc.), hexa-acrilatos de silicona (por ejemplo, EBECRYL 1360, Allnex, Bélgica), acrilatos de uretano (por ejemplo, EBECYRL 1290, Allnex, Bélgica), oligómeros de acrilato de poliéster (por ejemplo, CN2302 y CN2303, Sartomer Co. Inc.), oligómeros de acrilato de poliéter (EBECRYL LEO 10551, que está modificado con aminas, disponible de Allnex, Bélgica), mezclas de acrilato de poliéster/acrilato de poliéter (por ejemplo, BDE1025, Dymax Corp.), oligómeros de poliéster a base de uretano (por ejemplo, CN966J75, que es un oligómero de diacrilato de uretano a base de poliéster alifático mezclado con el 25% en peso de SR506, acrilato de isobornilo, disponible de Sartomer Co. Inc.), oligómeros de uretano alifáticos (por ejemplo, EBECRYL 8411, que es un oligómero de diacrilato de uretano alifático mezclado con el 20% en peso de acrilato de isobornilo, disponible de Allnex, Bélgica, y CN9893, disponible de Sartomer Co. Inc.), acrilatos de uretano aromáticos (por ejemplo EBECRYL 220, disponible de Allnex, Bélgica), oligómeros de vinil éter polifuncional (por ejemplo, VECTOMER 1312, Sigma Aldrich), diacrilatos de silicona (por ejemplo, CN9800, disponible de Sartomer Co. Inc. y EBECRYL 350, disponible de Allnex, Bélgica). Más preferiblemente, cuando se emplea en el presente documento, el oligómero polietilénicamente insaturado (D2) es un oligómero de poliéster a base de uretano (por ejemplo, CN966J75). Estos oligómeros polietilénicamente insaturados pueden usarse individualmente o en combinación de dos o más.
En realizaciones preferidas, el componente polietilénicamente insaturado (D) es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en diacrilato de neopentilglicol propoxilado (2) (por ejemplo, SR9003B), triacrilato de trimetilolpropano etoxilado (6) (por ejemplo, SR499), triacrilato de trimetilolpropano etoxilado de baja migración (SR455LM), EBECRYL 8411, CN9893, y/o CN966J75, más preferiblemente SR9003B y/o CN966J75.
En algunas realizaciones, el componente polietilénicamente insaturado es una mezcla del monómero polietilénicamente insaturado (D1) y el oligómero polietilénicamente insaturado (D2). En estas circunstancias, la relación en peso entre el monómero polietilénicamente insaturado (D1) y el oligómero polietilénicamente insaturado (D2) es normalmente de al menos 2:1, preferiblemente de al menos 3:1, preferiblemente de al menos 4:1, más preferiblemente de al menos 5:1, incluso más preferiblemente de al menos 6:1, y hasta aproximadamente 10:1, preferiblemente hasta aproximadamente 9:1, más preferiblemente hasta aproximadamente 8:1, incluso más preferiblemente hasta aproximadamente 7:1, o en un intervalo de aproximadamente 6:1 a 7:1. Sin embargo, son posibles razones en peso fuera de este intervalo y el componente polietilénicamente insaturado puede seguir proporcionando composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación adecuadas.
(E) Éster de acrilato de un éster de ácido carboxílico
En algunas realizaciones, la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación incluye además un éster de acrilato de un éster de ácido carboxílico, que son compuestos de la fórmula general (I) (E)
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en la que R1, R2 y R3 son cada uno independientemente un alquilo, un arilo, un alquilarilo, un alcoxiarilo o un grupo cicloalifático que tiene de 1 a 12 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a 10 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a 8 átomos de carbono, preferiblemente de 2 a 6 átomos de carbono.
El término “alquilo” , tal como se usa en el presente documento, a menos que se especifique lo contrario, se refiere a un hidrocarburo saturado lineal o ramificado, primario, secundario o terciario, e incluye específicamente, pero sin limitarse a, metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, sec-butilo, t-butilo, pentilo, isopentilo, neopentilo, hexilo, isohexilo, 3-metilpentilo, 3-metilbutilo, 1,3-dimetilbutilo, 2,2-dimetilbutilo y 2,3-dimetilbutilo.
El término “arilo” se refiere a un grupo monocíclico aromático carbocíclico que contiene 6 átomos de carbono y que puede fusionarse además con un segundo grupo carbocíclico de 5 ó 6 miembros que puede ser aromático, saturado o insaturado. Los grupos arilo a modo de ejemplo incluyen, pero no se limitan a, fenilo, indanilo, 1 -naftilo, 2-naftilo y tetrahidronaftilo. “Alquilarilo” o “alcoxiarilo” se refiere a los grupos arilo que están sustituidos con uno o más grupos alquilo o grupos alcoxilo, respectivamente, tal como se definió anteriormente.
El término “cicloalifático” se refiere a grupos alquilos ciclados que tienen de 3 a 12 átomos de carbono (es decir, grupos cicloalifáticos C3, C4, C5, C7, C8, C9, C10, c 11 y C12). Los grupos cicloalifáticos a modo de ejemplo incluyen, pero no se limitan a, ciclopropilo, ciclobutilo, ciclopentilo, ciclohexilo, norbornilo y adamantilo. Los grupos cicloalifáticos ramificados con sustituyentes alquílicos, tal como 1 -metilciclopropilo y 2-metilciclopropilo, se incluyen en la definición de “cicloalifático”.
R4 es un grupo seleccionado de hidrógeno, metilo, etilo, propilo, butilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, nonilo, decilo, fenilo y alcoxifenilo. En realizaciones preferidas, R4 es hidrógeno.
Aunque satisface la definición de monómero monoetilénicamente insaturado (B), cuando está presente, el éster de acrilato de un éster de ácido carboxílico (E) se considera un componente separado y distinto empleado en las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación de la presente divulgación.
El resto de “éster de ácido carboxílico” de la fórmula (I) está representado por la fórmula general (II).
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Los ejemplos representativos de ácidos de los que puede derivarse el resto de éster de ácido carboxílico incluyen ácido a ,a -dimetil-caproico, ácido a -etil-a -metil-caproico, ácido a ,a -dietil-caproico, ácido a ,a -dietil-valérico, ácido a ,a -dimetil-caproico, ácido a -butil-a -etil-caproico, ácido a ,a -dimetil-enántico, ácido a ,a -dietil-pelargónico, ácido a-butil-a -metil-caproico, ácido a ,a -dimetil-caprílico, ácido a -metil-a-propil-caproico, ácido a -etil-a -metil-enántico, ácido a-metila -propil valerico, acido a - etil -a -metil-caprílico, acido a - butil -a -metil-caprílico, acido a - etil -a -propil-caproico, acido a -etil-propil-valerico, acido a -butil-a -etil-pelargónico, acido a ,a -dimetil propiónico (acido pivalico), acido neodecanoico, que incluye uno o mezclas de acido 2,2,3,5-tetrametilhexanoico, acido 2,4-dimetil-2-isopropilpentanoico, acido 2,5-dimetil-2-etilhexanoico, acido 2,2-dimetiloctanoico y acido 2,2-dietilhexanoico, y combinaciones, así como cualquier subconjunto de los mismos. Los ejemplos preferidos de ésteres de acrilato de ésteres de ácidos carboxílicos incluyen, pero no se limitan, a ésteres de acrilato de ésteres glicidílicos del ácido neodecanoico o ésteres de acrilato de ésteres glicidílicos del ácido piválico y combinaciones de los mismos. En realizaciones preferidas, R1 y R2 combinados tienen un total de 2 a 9 átomos de carbono, preferiblemente de 4 a 8 átomos de carbono, más preferiblemente de 6 a 8 átomos de carbono, incluso más preferiblemente 7 átomos de carbono, mientras que R3 es metilo, y R4 es hidrógeno, por ejemplo monómero de acrilato de hidroxilo ACE™ disponible de Momentive (Columbus OH).
En algunas realizaciones, las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación están sustancialmente libres del éster de acrilato de un éster de ácido carboxílico de fórmula (I) (E). Sin embargo, cuando está presente, el éster de acrilato de un éster de ácido carboxílico de fórmula (I) (E) puede proporcionar diversas propiedades ventajosas a las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación. Por ejemplo, el grupo hidroxilo puede ayudar a la adherencia a una variedad de sustratos, mientras que los grupos R1-R4 pueden proporcionar hidrofobia y un peso molecular aumentado, lo que generalmente mejora la distancia de proyección, el control de destapado, el tiempo de destapado y la supresión de la migración de la composición de tinta curada desde diversos sustratos. El éster de acrilato de un éster de ácido carboxílico de fórmula (I) puede estar presente opcionalmente en la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación en una cantidad de al menos aproximadamente el 0,5% en peso, preferiblemente al menos aproximadamente el 1% en peso, preferiblemente al menos aproximadamente el 2% en peso, preferiblemente al menos aproximadamente el 3% en peso, más preferiblemente al menos aproximadamente el 4% en peso, y hasta aproximadamente el 20% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 15% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 10% en peso, más preferiblemente hasta aproximadamente el 8% en peso, incluso más preferiblemente hasta aproximadamente el 6% en peso, o en un intervalo del 2 al 8% en peso, preferiblemente del 3 al 7% en peso, más preferiblemente del 4 al 6% en peso basándose en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
En algunas realizaciones, se emplea un monómero de éster de acrilato que tiene funcionalidad hidroxilo tal como el acrilato de caprolactona (por ejemplo, SR495B, disponible de Sartomer Co. Inc., Exton, Pa.) en lugar de, o además de, el éster de acrilato de un éster de ácido carboxílico de fórmula (I). Cuando se emplea una mezcla, la razón en peso del éster de acrilato de un éster de ácido carboxílico de fórmula (I) con respecto al acrilato de caprolactona es de 10:1 a 1:10, preferiblemente de 8:1 a 1:8, preferiblemente de 6:1 a 1:6, incluso más preferiblemente de 5:1 a 1:5, incluso más preferiblemente de 3:1 a 1:3.
La viscosidad del éster de acrilato de un éster de ácido carboxílico (E) es normalmente inferior a aproximadamente 300 cP, preferiblemente inferior a aproximadamente 250 cP, preferiblemente inferior a aproximadamente 200 cP, preferiblemente hasta aproximadamente 150 cP a 25°C, aunque son posibles viscosidades fuera de este intervalo y el éster de acrilato de un componente de éster de ácido carboxílico puede seguir funcionando tal como se pretende.
En algunas realizaciones, las proporciones de los componentes descritos anteriormente pueden controlarse para obtener propiedades deseables, específicamente composiciones de tinta adecuadas para su uso en procedimientos de chorro de tinta térmica (por ejemplo, que expulsan de forma fiable, no dan lugar a la humectación de la placa de la boquilla o al atasco de la boquilla, poseen un comportamiento ventajoso de destapado, etc.) y que presentan bajos niveles de migración. En algunas realizaciones, el peso total del oligómero monoetilénicamente insaturado (A) es menor o igual al peso total del monómero monoetilénicamente insaturado (B). En realizaciones preferidas, una relación en peso del monómero monoetilénicamente insaturado (B) con respecto al oligómero monoetilénicamente insaturado (A) es al menos de aproximadamente 1:1, preferiblemente al menos de aproximadamente 1,3:1, preferiblemente al menos de aproximadamente 1,5:1, preferiblemente al menos de aproximadamente 1,6:1, preferiblemente al menos de aproximadamente 1,7:1, preferiblemente al menos de aproximadamente 1,8:1, preferiblemente al menos aproximadamente 2:1, preferiblemente al menos aproximadamente 2,3:1, y hasta aproximadamente 4:1, preferiblemente hasta aproximadamente 3:1, preferiblemente hasta aproximadamente 2,8:1, preferiblemente hasta aproximadamente 2,6:1, más preferiblemente hasta aproximadamente 2,5:1, aún más preferiblemente hasta aproximadamente 2,3:1, por ejemplo 1,5:1 a 3:1, o 2:1 a 2,5:1.
En las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación que también incluyen el componente polietilénicamente insaturado (D), las proporciones de los componentes (A), (B) y (D) descritas anteriormente pueden controlarse para obtener las propiedades deseables mencionadas anteriormente. Las proporciones preferidas implican la razón en peso del peso combinado del monómero monoetilénicamente insaturado (B) y del componente polietilénicamente insaturado (D) con respecto al oligómero monoetilénicamente insaturado (A) ((B+D)/A) de más de 1:1, preferiblemente al menos 1.5:1, preferiblemente al menos 2:1, más preferiblemente al menos 2,3:1, incluso más preferiblemente al menos 2,5:1, e incluso aún más preferiblemente al menos 3:1, y hasta aproximadamente 5:1, preferiblemente hasta aproximadamente 4:1, preferiblemente hasta aproximadamente 3,5:1, preferiblemente hasta aproximadamente 3:1, más preferiblemente hasta aproximadamente 2,5:1, incluso más preferiblemente hasta aproximadamente 2,3:1.
En las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación que también incluyen el éster de acrilato de un ácido carboxílico de fórmula (I) (E), las proporciones de los componentes (A), (B) y (E) descritas anteriormente pueden controlarse para obtener las propiedades deseables mencionadas anteriormente. Preferiblemente, las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación tienen el peso combinado del oligómero monoetilénicamente insaturado (A) y del éster de acrilato de un ácido carboxílico de fórmula (I) (E) que es menor o igual al peso total del monómero monoetilénicamente insaturado (B).
En las realizaciones preferidas, la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación está sustancialmente libre de un fotoiniciador, más preferiblemente está completamente libre de un fotoiniciador (por ejemplo, el 0% en peso). Opcionalmente, un fotoiniciador puede estar presente en las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación. El fotoiniciador puede ser un fotoiniciador catiónico, por ejemplo, en aplicaciones que implican la impresión en sustratos donde la adherencia es difícil, por ejemplo, sustratos de vidrio. El fotoiniciador también puede ser un fotoiniciador de radicales libres. Cuando está presente, la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación puede contener menos de aproximadamente el 3% en peso, preferiblemente menos de aproximadamente el 2% en peso, preferiblemente menos de aproximadamente el 1% en peso, preferiblemente menos de aproximadamente el 0,5% en peso del fotoiniciador.
Los iniciadores fotocatiónicos adecuados que pueden incluirse opcionalmente en las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación incluyen sales de onio, por ejemplo, sales de triarilsulfonio o sales de diarilo yodado, tales como UVI-6974, UVI-6976, u V i-6990 y UVI 6992 (disponibles de Dow Chemical Company, Midland, Mich.), ADEKA Optomers SP-150, SP-151, SP-170 y SP-171 (Asahi Denka Kogyo, Tokio, Japón), Omnicat 550, Omnicat 650, Omnicat BL550, Omnicat 440, Omnicat 445, Omnicat 432, Omnicat 430, Omnicat 750, Omnicat 250 (disponibles de IGM resins, Shanghai, China), y DTS-102, DTS-103, NAT-103, NDS-103, TPS-103, MDS-103, MPI-103, BBI-103 (disponibles de Midori Kagaku, Tokio, Japón), Chivacure 1176, Chivacure 1190, R-gen BF 1172, R-gen 1130, R-gen 261 (disponibles de Chitec Technology Co. Ltd.), Uvacure 1600 (disponible de Allnex), incluyendo combinaciones y subconjuntos de los mismos. Además, en las realizaciones en las que está presente un iniciador fotocatiónico, las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación también pueden incluir opcionalmente componentes de alcohol polifuncional tal como alcohol hexafuncional BOLTORN H 2004 (disponible de Perstorp Specialty Chemicals Toledo, Ohio) para proporcionar mejoras en cuanto a flexibilidad y reactividad, resistencia química, comportamiento reológico y transferencia de tinta a altas velocidades.
Además, puede usarse opcionalmente un fotosensibilizador, por ejemplo, para aumentar la eficacia del curado por el iniciador fotocatiónico. Los fotosensibilizadores a modo de ejemplo incluyen, pero no se limitan a, Anthracure UVS 1101 (9,10-dietoxiantraceno) y Anthracure UVS1331 (9,10-dibutoxiantraceno) fabricados por Kawasaki Kasei, Japón, SpeedCure CPTX (1-cloro-4-propoxitioxantona), fabricado por Lambson, Ltd, R.U., Genocure ITX (tioxantona de isopropilo) y Genocure DETX (2,4-dietiltioxantona), ambos disponibles de Rahn USA. Cuando está presente, la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación puede contener menos de aproximadamente el 3% en peso, preferiblemente menos de aproximadamente el 2% en peso, preferiblemente menos de aproximadamente el 1% en peso del fotosensibilizador.
Los fotoiniciadores de radicales libres adecuados que pueden incluirse opcionalmente en las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación incluyen 2-bencil-2-(dimetilamino)-4'-morfolinobutirofenona, 2-hidroxi-2-metilpropiofenona, trimetilbenzofenona, metilbenzofenona, 1-hidroxiciclohexilfenilcetona, isopropiltioxantona, 2,2-dimetil-2-hidroxiacetofenona, 2,2-dimetoxi-2-fenilacetofenona, 2-metil-1-[4-(metiltio)fenil]-2-morfolino-propan-1-ona, óxido de 2,4,6-trimetilbencil-difenil-fosfina, 1-cloro-4-propoxitioxantona, benzofenona, óxido de bis(2,6-dimetoxibenzoil)-2,4,4-trimetilpentilofosfina, 5,7-diiodo-3-butoxi-6-fluorona, 2,4,6-trimetilbenzoilfenilfosfinato de etilo, éster 2-[2-oxo-2-fenil-acetoxi-etoxi]-etílico de ácido oxifenilacético y éster 2-[2-hidroxi-etoxi]-etílico de ácido oxifenilacético, 1-fenil-2-hidroxi-2-metil propanona, óxido de bis(2,4,6-trimetilbenzoil)fenilfosfina, alcanforquinona, fotoiniciadores poliméricos tales como benzofenona polimérica Genopol BP-2 (Rahn U.S.A.), Omnipol BP, Omnipol SZ, Omnipol BL 801 T, Omnipol 801S, Omnipol BPLV (de IGM resins) y similares. También pueden usarse combinaciones y subconjuntos que comprenden uno o más de los anteriores. Los fotoiniciadores adecuados disponibles comercialmente incluyen, pero no se limitan a, Omnirad 73, Omnirad 819, Omnirad BDK, Omnirad TPO-L, Omnirad 659 y Omnirad 754 (disponibles de IGM Resins), benzoilformiato de metilo (Genocure MBF), Genocure PMP, Genocure BDMM, Genocure CPK, Genocure TPO (disponibles de Rahn U.S.A. Corp, Aurora, Ill.), H-Nu 470, H-Nu 535, H-Nu 635, H-Nu 640 y H-Nu 660 (disponibles de Spectra Group Limited, Millbury, Ohio).
Las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación de la invención pueden incluir opcionalmente, o pueden estar sustancialmente libres de oligómeros no reactivos (es decir, oligómeros que no contienen grupos funcionales curables por radiación etilénicamente insaturados), preferiblemente oligómeros no reactivos que tienen un peso molecular promedio en número superior a aproximadamente 10.000 g/mol.
(F) Agentes anti-formación de costra
En la impresión por chorro de tinta, los disparos repetidos de los elementos de la resistencia, que están diseñados para soportar millones de disparos a lo largo de la vida útil del cartucho de impresión, provocan el ensuciamiento de los elementos de la resistencia con residuos y la degradación del rendimiento. Esta acumulación de residuos se conoce como formación de costra. El término “formación de costra” se refiere a la acumulación de residuos, o costra, en una superficie del elemento de la resistencia en la pluma de chorro de tinta. Los “agentes anti-formación de costra” ayudan así a reducir el fenómeno de formación de costra y los fenómenos de atasco que pueden producirse en los canales de tinta internos, en las cámaras de disparo o en las boquillas dentro del equipo de chorro de tinta. Aunque no siempre están presentes en las tintas divulgadas en el presente documento, en algunas realizaciones, la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación puede incluir además un agente anti-formación de costra (F). En general, el agente anti-formación de costra (F) puede emplearse opcionalmente en cantidades de hasta aproximadamente el 10% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 5% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 3% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 2% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 1% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 0,5% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 0,1% en peso, con respecto al peso total de las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación.
El agente anti-formación de costra (F) puede ser un fosfato o un éster de fosfato, por ejemplo, ésteres de fosfato de un alcohol graso o de un alcohol graso alcoxilado (incluyendo mono y/o diésteres), incluyendo sales de los mismos. Los ejemplos de los cuales incluyen éster de fosfato mono-oleílo etoxilado, fosfato de oleil éter-3, fosfato de oleil éter-10, fosfato de oleíl éter-5, fosfato de dioleílo, un éster de fosfato de etoxilato de nonilfenol, un éster de fosfato de etoxilato de nonilfenol, un éster de fosfato alifático, un nonilfenoxi polietoxietanol fosfatado, un éster de fosfato etoxilado de etilhexanol (2EH-2EO), un fosfato ppg-5-cetil éter-10, un monofosfato de alquilo C9-C15, un fosfato decil éter-4, así como mezclas de los mismos. El agente anti-formación de costra (F) también puede ser un ácido organofosfónico o una sal del mismo, por ejemplo, ácido hidroxietilendi(fosfónico) (HEDP), ácido aminotri(metilenfosfónico) (ATMP), ácido etilendiaminatetra(metilenfosfónico) (EDTMP), ácido hexametilendiaminatetra(metilenfosfónico) (HDTMP), ácido dietilentriaminapenta(metilenfosfónico) (DTPMP), y similares, así como mezclas de los mismos. En realizaciones preferidas, el agente anti-formación de costra (F) es ácido etilendiaminatetra(metilenfosfónico) (EDTMP).
(G) Colorantes
En algunas realizaciones, las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación están sustancialmente libres de colorantes, en las que se forma una composición de recubrimiento incolora que puede ser útil en aplicaciones de recubrimiento transparente. Todas las divulgaciones expuestas en el presente documento relativas a las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación, aparte de las descripciones de los colorantes, son igualmente aplicables a tales composiciones de recubrimiento incoloro.
Las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación pueden contener opcionalmente un colorante que puede comprender un pigmento, un tinte o una combinación de pigmentos y/o tintes para proporcionar el color deseado. Los expertos habituales en la técnica apreciarán fácilmente que los colorantes pueden incluirse en las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación para proporcionar tintas coloreadas que pueden usarse para diversos fines de impresión y las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación no se limitan a ningún color en particular. Los colores adecuados incluyen, por ejemplo, el cian, el magenta, el amarillo y el negro (“CMYK”), el blanco, el naranja, el verde, el cian claro, el magenta claro, el violeta y otros similares, incluyendo tanto los colores directos como los colores de procedimiento. En general, los colorantes pueden emplearse en cantidades de hasta aproximadamente el 25% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 15% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 10% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 8% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 6% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 4% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 3% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 2% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 1% en peso, con respecto al peso total de las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación. En las composiciones de tinta puede emplearse cualquier colorante deseado o eficaz, incluyendo tintes, pigmentos, mezclas de los mismos y similares, siempre que el colorante pueda disolverse o dispersarse en las composiciones de tinta. En algunas realizaciones pueden incluirse pigmentos, que son normalmente más robustos que los colorantes. Las composiciones pueden usarse en combinación con materiales colorantes de tinta convencionales, tales como colorantes solventes de índice de color (C.I.), colorantes dispersos, colorantes ácidos y directos modificados, colorantes básicos, colorantes de azufre, colorantes de tina y similares.
Los ejemplos de colorantes adecuados incluyen Neozapon Red 492 (Pylam Products Co, Inc.); Orasol Red G (BASF); Direct Brilliant Pink B (Zibo Hongwei Industry Co.); Direct Red 3BL (Classic Dyestuffs); Supranol Brilliant Red 3BW (Bayer AG); Lemon Yellow 6G (United Chemie); Light Fast Yellow 3G (Shaanxi); Aizen Spilon Yellow C-GNH (Hodogaya Chemical); Bernachrome Yellow GD Sub (Classic Dyestuffs); Cartasol Brilliant Yellow 4GF (Clariant); Orasol Black CN (Ba Sf ); Savinyl Black RLSN (Clariant); Pyrazol Black b G (Clariant); Morfast Black 101 (Keystone); Orasol Blue GN (BASF); Savinyl Blue GLS (Clariant); Luxol Fast Blue MBs N (ACROS); Sevron Blue 5g Mf (Classic Dyestuffs); Basacid Blue 750 (BASF), Neozapon BlackX51 (BASF), Classic Solvent Black 7 (Classic Dyestuffs), Sudan Blue 670 (C.I. 61554) (BASF), Sudan Yellow 146 (C.I. 12700) (BASF), Sudan Red 462 (C.I. 26050) (BASF), C.I. Disperse Yellow 238, Neptune Red Base NB543 (BASF, C.I. Solvent Red 49), Neopen Blue FF-4012 de BASF, Lampronol Black BR de ICI (C.I. Solvent Black 35), Morton Morplas Magenta 36 (C.I. Solvent Red 172), colorantes de ftalocianina metálica tales como los divulgados en la patente estadounidense n.° 6.221.137.
También pueden usarse colorantes poliméricos, tales como los que se divulgan, por ejemplo, en la patente estadounidense n.° 5.621.022 y la patente estadounidense n.° 5.231.135, y disponibles comercialmente, por ejemplo, de Milliken & Company como Milliken Ink Yellow 869, Milliken Ink Blue 92, Milliken Ink Red 357, Milliken Ink Yellow 1800, Milliken Ink Black 8915-67, Reactant Orange X-38 sin cortar, Reactant Blue X-17 sin cortar, Solvent Yellow 162, Acid Red 52, Solvent Blue 44, y Reactant Violet X-80 sin cortar.
Los pigmentos también son colorantes adecuados para las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación. Los pigmentos a modo de ejemplo incluyen los que tienen las siguientes clasificaciones de índice de color: verde PG 7 y 36; naranja PO 5, 34, 36, 38, 43, 51, 60, 62, 64, 66, 67 y 73; rojo PR112, 122, 146, 149, 150, 170, 178, 179, 185, 187, 188, 207, 208, 214, 220, 224, 242, 251,254, 255, 260 y 264; magenta/violeta PV 19, 23, 31 y 37, y PR 122, 181 y 202; amarillo PY 12, 13, 17, 120, 138, 139, 155, 151, 168, 175, 179, 180, 181 y 185; azul PB 15, 15:3, 15:4, 15:6; negro PB 2, 5 y 7; negro de humo; dióxido de titanio (incluyendo rutilo y anatasa); sulfuro de zinc, y similares. Los ejemplos de pigmentos adecuados incluyen PALIOGEN Violet 5100 (disponible comercialmente de BASF); PALiOg EN Violet 5890 (disponible comercialmente de BASF); HELIOGEN Green L8730 (disponible comercialmente de BASF); Irgalite Scarlet D3700 (disponible comercialmente de BASF); SUNFa St Blue 15:4 (disponible comercialmente de Sun Chemical); Hostaperm Blue B2G-D (disponible comercialmente de Clariant); Hostaperm Blue B4G (disponible comercialmente de Clariant); Permanent Red P-F7RK; Hostaperm Violet BL (disponible comercialmente de Clariant); LITHOL Scarlet 4440 (disponible comercialmente de BASF); Bon Red C (disponible comercialmente de Dominion Color Company); PALIOGEN Red 3871 K (disponible comercialmente de BASF); SUNFAST Blue 15:3 (disponible comercialmente de Sun Chemical); PALIOGEN Red 3340 (disponible comercialmente de BASF); SUNFAST Carbazole Violet 23 (disponible comercialmente de Sun Chemical); Lit Ho L Fast Scarlet L4300 (disponible comercialmente de BASF); SUNBRITE Yellow 17 (disponible comercialmente de Sun Chemical); HELIOGEN Blue L6900, L7020 (disponible comercialmente de BASF); SUNBRITE Yellow 74 (disponible comercialmente de Sun Chemical); SPECTRA PAC C Orange 16 (disponible comercialmente de Sun Chemical); HELIOGEN Blue K6902, K6910 (disponible comercialmente de BASF); SUNFAST Magenta 122 (disponible comercialmente de Sun Chemical); HELIOGEN Blue D6840, D7080 (disponible comercialmente de BASF); Sudan Blue OS (disponible comercialmente de BASF); NEOPEN Blue FF4012 (disponible comercialmente de BASF); PV Fast Blue B2GO 1 (disponible comercialmente de Clariant); IRGALITE Blue BCA, GLSM, o GLVO (disponible comercialmente de Ba SF); PALIOGEN Blue 6470 (disponible comercialmente de BASF); MONASTRAL BLUE FGX, GBX, GLX, a 6Y, Sudan Orange G (disponible comercialmente de Aldrich), Sudan Orange 220 (disponible comercialmente de BASF); PALIOGEN Orange 3040 (BASF); PALIOGEN Yellow 152, 1560 (disponible comercialmente de BASF); LITHOL Fast Yellow 0991 K (disponible comercialmente de BASF); PALIOTOL Yellow 1840 (disponible comercialmente de BASF); NOVO PERM Yellow FGL (disponible comercialmente de Clariant); Ink Jet Yellow 4G VP2532 (disponible comercialmente de Clariant); Toner Yellow HG (disponible comercialmente de Clariant); Lumogen Yellow D0790 (disponible comercialmente de BASF); Suco-Yellow L1250 (disponible comercialmente de BASF); Suco-Yellow D1355 (disponible comercialmente de BASF); Suco Fast Yellow DI 355, DI 351 (disponible comercialmente de BASF); HOSTAPERM Pink E 02 (disponible comercialmente de Clariant); Hansa Brilliant Yellow 5GX03 (disponible comercialmente de Clariant); Permanent Yellow GRL 02 (disponible comercialmente de Clariant); Permanent Rubine L6B 05 (disponible comercialmente de Clariant); FANAL Pink D4830 (disponible comercialmente de BASF); CINQUASIA Magenta (disponible comercialmente de BASF); PALIOGEN Black L0084 (disponible comercialmente de BASF); Pigment Black K801 (disponible comercialmente de BASF); y negros de humo tales como REGAL 330 (disponible comercialmente de Cabot), NIPEX 150, NIPEX 160, NIPEX 180 (disponibles comercialmente de Orion Engineered Carbons), SPECIAL BLACK 100, SPECIAL BLACK 250, SPECIAL BLACK 350, FW1, FW2 FW200, FW18, SPECIAL BLACK 4, SPECIAL BLACK 5, SPECIAL BLACK 6, PRINTEX 80, PRINTEX 90, PRINTEX 140, PRINTEX 150T, PRINTEX 200, PRINTEX U y PRINTEX V, todos ellos disponibles de Orion Engineered Carbons, MOGUL L, REGAL 400R, REGAL 330 y MONARCH 900, disponibles de Cabot Chemical Co., Boston, Mass, MA77, MA7, MA8, MA11, MA100, MA100R, MA100S, MA230, MA220, MA200RB, MA14, #2700B, #2650, #2600, #2450B, #2400B, #2350, #2300, #2200B, #1000, #970, #3030B, y #3230B, todos disponibles de Mitsubishi, Tokio, Japón, RAVEN 2500 ULTRA, de Birla Carbon-Columbian, y similares, así como mezclas de los mismos.
También se conocen varios pigmentos de óxido de titanio. Los polvos de titanio nanoestructurados pueden obtenerse, por ejemplo, de Nanophase Technologies Corporation, BurrRidge, Ill, o bajo los nombres comerciales KRONOS 1171 de Kronos Titan, Cranbury, N.J. También puede usarse titanio tratado o recubierto en la superficie, por ejemplo, titanio recubierto con alúmina o sílice. Este tipo de óxido de titanio recubierto está disponible comercialmente de E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Del., bajo el nombre comercial R960 o R902.
Los pigmentos generalmente tienen un tamaño que puede expulsarse en chorro desde un cabezal de impresión sin atascar sustancialmente las boquillas de impresión, los capilares u otros componentes del equipo de impresión. El tamaño del pigmento también puede influir en la viscosidad final de la tinta. El tamaño de partícula promedio del pigmento es generalmente de al menos aproximadamente 10 nm, preferiblemente de al menos aproximadamente 25 nm, más preferiblemente de al menos aproximadamente 50 nm, y menos de aproximadamente 750 nm, preferiblemente menos de aproximadamente 500 nm, y más preferiblemente menos de aproximadamente 350 nm. Por ejemplo, los pigmentos pueden tener un D50 menor o igual a 350 nm. Pueden usarse métodos de difracción láser para medir el tamaño de partícula promedio. Alternativamente, también puede usarse microscopía electrónica de barrido.
También son adecuados los colorantes divulgados en la patente estadounidense n.° 6,472,523, patente estadounidense n.° 6.726.755, patente estadounidense n.° 6.476.219, patente estadounidense n.° 6.576.747, patente estadounidense n.° 6.713.614, patente estadounidense n.° 6.663.703, patente estadounidense n.° 6.755.902, patente estadounidense n.° 6.590.082, patente estadounidense n.° 6.696.552, patente estadounidense n.° 6.576.748, patente estadounidense n.° 6.646.111, patente estadounidense n.° 6.673.139, patente estadounidense n.° 6.958.406, patente estadounidense n.° 6.821.327, patente estadounidense n.° 7.053.227, patente estadounidense n.° 7.381.831 y patente estadounidense n.° 7.427.323.
(H) Aditivos
En algunas realizaciones, las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación también contienen al menos un aditivo seleccionado del grupo que consiste en un tensioactivo, un estabilizador, un promotor de adherencia y un marcador de seguridad.
Tensioactivos
Generalmente se usa un tensioactivo para reducir la tensión superficial de la composición para permitir la humectación y nivelación de la superficie del sustrato, si es necesario, antes del curado. El tensioactivo puede seleccionarse por sus propiedades tanto hidrófobas como hidrófilas. En algunas realizaciones, los tensioactivos pueden ser miscibles con el material curable por radiación (es decir, miscibles con acrilato o metacrilato). Los tensioactivos adecuados para su uso en las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación incluyen, pero no se limitan a, polisiloxanos, copolímeros poliacrílicos, polímeros que contienen flúor y similares. Estos tensioactivos pueden incluir uno o más grupos funcionales tales como carbinol, alquilo, arilo, glicol, poliéter, siloxano y mezclas de los mismos. En algunas realizaciones, estos materiales contienen grupos reactivos que les permiten formar parte de la red curada. Los tensioactivos adecuados pueden incluir, pero no se limitan a, copolímero de polidimetilsiloxano (Siltech C-20, C-42, C-468), polidimetilsiloxano modificado con alquilo y arilo (Siltech C-32), poliéter de silicona (Siltech C-101, 442) copolímero en bloque de dimetilsiloxano y un polioxialquileno (Siltech C-241, disponible de Siltech Corporation), Rad 2100, Rad 2200, Rad 2250, Rad 2300, Rad 2500, Rad 2600 y Rad 2700, disponibles comercialmente de Evonik Industries AG; CoatOSil 1211, CoatOSil 1301, CoatOSil 3500, CoatOSil 3503, CoatOSil 3509 y CoatOSil 3573, disponibles comercialmente de Momentive; Byk-381, Byk-333, Byk-361N, Byk-377, Byk-UV 3500, Byk-UV 3510 y Byk-UV 3530, disponibles comercialmente de Byk Chemie; y FC-4430 y FC-4432, disponibles comercialmente de 3m Corporation, y similares, y mezclas de los mismos.
Los tensioactivos pueden emplearse en una cantidad de aproximadamente el 0% en peso, preferiblemente de aproximadamente el 0,001% en peso, más preferiblemente de aproximadamente el 0,005% en peso, incluso más preferiblemente del 0,1% en peso, y hasta aproximadamente el 10% en peso, preferiblemente hasta el 5% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 4% en peso, más preferiblemente hasta aproximadamente el 3% en peso, incluso más preferiblemente hasta aproximadamente el 2% en peso, basándose en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
Estabilizador
Las formulaciones de tinta de la presente invención también pueden incluir opcionalmente un estabilizador para ayudar a la estabilidad aerobia y/o anaerobia. Los ejemplos incluyen, pero no se limitan a, Irgastab UV 10, Irgastab UV 22, Irganox 1010, Irganox 1035 y Tinuvin 292 (disponibles de BASF), Omnistab LS292 (disponible de IGM Resins, Shanghai, China), 4-metoxifenol, HQ (hidroquinona) y BHT (butilhidroxitolueno) disponibles comercialmente de Sigma-Aldrich Corp. Otros tipos de estabilizadores, tales como materiales absorbentes de luz ultravioleta (“UVA”) y estabilizadores de la luz de aminas impedidas (“HALS”) pueden incluirse en las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación para proporcionar estabilidad fotolítica a la tinta, mejorar la resistencia a la intemperie de las composiciones de tinta curadas y proporcionar la retención del color a lo largo de la vida útil de la composición de tinta curada. Los UVA a modo de ejemplo que pueden emplearse en el presente documento incluyen, pero no se limitan a, Tinuvin 384-2, Tinuvin 1130, Tinuvin 405, Tinuvin 41 IL, Tinuvin 171, Tinuvin 400, Tinuvin 928, Tinuvin 99, combinaciones de los mismos, y similares. Los ejemplos de HALS adecuados incluyen, pero no se limitan a, Tinuvin 123, Tinuvin 292, Tinuvin 144, Tinuvin 152, combinaciones de los mismos, y similares. En las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación pueden usarse también materiales de combinación que tengan tanto UVA como HALS, tales como Tinuvin 5055, Tinuvin 5050, Tinuvin 5060, Tinuvin 5151 y similares. Todos los productos Tinuvin están disponibles comercialmente de BASF.
Los estabilizadores térmicos, tales como fenoles impedidos, pueden usarse opcionalmente como aditivos en las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación. Un ejemplo de un estabilizador térmico adecuado incluye, pero no se limita a, Irganox 1076, que está disponible comercialmente de BASF.
Los estabilizadores pueden estar presentes en las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación en una cantidad de aproximadamente el 0 a aproximadamente el 10% en peso, preferiblemente de aproximadamente el 0,001% en peso, preferiblemente de aproximadamente el 0,01% en peso, más preferiblemente de aproximadamente el 0,1% en peso, e incluso más preferiblemente de aproximadamente el 0,5% en peso, y hasta aproximadamente 10% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 5% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 3% en peso, más preferiblemente hasta aproximadamente el 2% en peso, incluso más preferiblemente hasta aproximadamente el 1% en peso, basándose en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
Promotor de adherencia
La composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación puede incluir opcionalmente uno o más promotores de adherencia. En algunos casos, el promotor de adherencia contiene uno o más grupos acrilato. El promotor de adherencia puede ser un promotor de adherencia modificado con aminas. Los promotores de adherencia modificados con aminas a modo de ejemplo incluyen oligómero de acrilato de poliéter modificado con aminas (por ejemplo, Laromer PO 94 F (BASF Corp.) y EB 80 (Cytec Surface Specialties)), tetraacrilato de poliéster modificado con aminas (por ejemplo, EB81 (Cytec Surface Specialties)) y acrilato de epoxi modificado con aminas. El promotor de adherencia puede ser un poliuretano, por ejemplo, poliuretanos comercializados por Henry Company bajo los nombres comerciales PERMAX 20, PERMAX 200, PERMAX 100, PERMAX 120, y SANCURE 20025, o SANCURE disponibles comercialmente de Lubrizol.
Generalmente, si está presente, la cantidad de promotor de adherencia es de aproximadamente el 0,05% en peso, preferiblemente de aproximadamente el 1% en peso, más preferiblemente de aproximadamente el 3% en peso, y hasta aproximadamente el 15% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 10% en peso, más preferiblemente hasta aproximadamente el 5% en peso, basándose en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
Marcador de seguridad
Para evitar la falsificación o la fotocopia no autorizada, las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación pueden incluir opcionalmente un marcador de seguridad. Cuando se usan, los marcadores de seguridad se emplean generalmente con cargas de hasta aproximadamente el 20% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 15% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 10% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 5% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 4% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 2% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 1% en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 0,5% en peso, con respecto al peso total de las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación. Aunque la cantidad de marcador de seguridad está generalmente dentro de este intervalo, la cantidad de marcador de seguridad puede variar fuera de estos intervalos dependiendo del modo de detección, por ejemplo, puede requerirse más marcador de seguridad para una fácil detección a simple vista. Por otro lado, si la detección se realiza a través de una lectura por máquina, pueden usarse cargas más bajas. Para su uso en los métodos de impresión por chorro de tinta térmica descritos en el presente documento, los marcadores de seguridad tienen preferiblemente un tamaño de partícula inferior a 5 |im, preferiblemente inferior a 1 |im, preferiblemente inferior a 0,9 |im, preferiblemente inferior a 0,8 |im, preferiblemente inferior a 0,7 |im, preferiblemente inferior a 0,5 |im, o en un intervalo de aproximadamente 0,01 a 1 |im, preferiblemente de 0,1 a 0,5 |im.
Los marcadores de seguridad a modo de ejemplo que pueden usarse en el presente documento son punto cuántico fusionado sulfuro de tierras raras (TR) desnudo, y sus homólogos encapsulados en vidrio; punto cuántico fusionado sulfuro de TR e itrio dopado conjuntamente desnudo, y sus homólogos encapsulados en vidrio; nanocompuesto de óxido de TR encapsulado en vidrio; nanocompuesto de fluoruro de TR encapsulado en vidrio; nanocompuesto de cloruro de TR encapsulado en vidrio; punto cuántico fusionado hidroxicarbonato de TR e itrio dopado conjuntamente en vidrio; cerámica de itria dopada con holmio; ortofosfatos de TR encapsulados en vidrio, incluyendo ortofosfato de holmio (HoPO4) y ortofosfato de neodimio (NdPO4) (también denominados “fosfato de holmio” y “fosfato de neodimio”); ortofosfatos de TR desnudos, incluyendo fosfato de holmio (HoPO4) y ortofosfato de neodimio (NdPO4 ) (también denominados “fosfato de holmio” y “fosfato de neodimio”) tal como se describe en el documento US2008/0274028 A1.
Otros marcadores de seguridad útiles son los benzotiazoles, los quelatos de iones de tierras raras tales como el trifluoroacetato de Eu trihidratado, las benzoxazinas y los benzimidazoles, tal como se describe en el documento US2005/0031838 A1.
En realizaciones preferidas, la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación incluye (A) del 12 al 25% en peso de un oligómero monoetilénicamente insaturado funcionalizado con hidroxilo (por ejemplo, CN3100), (B) del 20 al 40% en peso de un monómero monoetilénicamente insaturado, que es un acrilato de un alcohol alquílico cíclico (por ejemplo, SR420), y (C) del 45 al 55% en peso de un disolvente orgánico, que tiene una razón de 3:1 a 5:1 de metanol:etanol, y siendo el resto opcionalmente (G) colorantes y/o (H) al menos un aditivo (por ejemplo, un tensioactivo, un estabilizador, un promotor de adherencia y/o un marcador de seguridad), cada uno de ellos con respecto al peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
En realizaciones preferidas, la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación incluye (A) del 12 al 25% en peso de un oligómero monoetilénicamente insaturado funcionalizado con hidroxilo (por ejemplo, CN3100), (B) del 25 al 35% en peso de un monómero monoetilénicamente insaturado, que es un acrilato de un alcohol alquílico cíclico (por ejemplo, SR420), (C) del 45 al 55% en peso de un disolvente orgánico, que es una razón de 3:1 a 5:1 de metanol:etanol, (E) del 2 al 10% en peso del éster de acrilato de un éster de ácido carboxílico de fórmula (I), siendo el resto opcionalmente (G) colorantes y/o (H) al menos un aditivo (por ejemplo, tensioactivo, un estabilizador, un promotor de adherencia y/o un marcador de seguridad), cada uno de ellos con respecto al peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
En realizaciones preferidas, la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación incluye (A) del 12 al 30% en peso de un oligómero monoetilénicamente insaturado funcionalizado con hidroxilo (por ejemplo, CN3100), (B) del 20 al 40% en peso de un monómero monoetilénicamente insaturado, que es un acrilato de un alcohol alquílico cíclico (por ejemplo, SR420), (C) del 30 al 55% en peso de un disolvente orgánico, que es una razón de 3:1 a 5:1 de metanol:etanol, (D) del 5 al 15% en peso de un componente polietilénicamente insaturado, que es (D1) un monómero de acrilato de un alcohol propoxilado (por ejemplo, SR9003B), siendo el resto opcionalmente (G) colorantes y/o (H) al menos un aditivo (por ejemplo, un tensioactivo, un estabilizador, un promotor de adherencia y/o un marcador de seguridad), cada uno de ellos con respecto al peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
En realizaciones preferidas, la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación incluye (A) del 12 al 25% en peso de un oligómero monoetilénicamente insaturado funcionalizado con hidroxilo (por ejemplo, CN3100), (B) del 23 al 33 % en peso de un monómero monoetilénicamente insaturado, que es un acrilato de un alcohol alquílico cíclico (por ejemplo, SR420), (C) del 50 al 60% en peso de un disolvente orgánico, que es una razón de 3:1 a 5:1 de metanol:etanol, (D) del 1 al 5% en peso de un componente polietilénicamente insaturado, que es (D2) un oligómero de poliéster a base de uretano (por ejemplo, CN966J75), siendo el resto opcionalmente (G) colorantes y/o (H) al menos un aditivo (por ejemplo, un tensioactivo, un estabilizador, un promotor de adherencia y/o un marcador de seguridad), cada uno de ellos con respecto al peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
En realizaciones preferidas, la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación incluye (A) del 10 al 25% en peso de un oligómero monoetilénicamente insaturado funcionalizado con hidroxilo (por ejemplo, CN3100), (B) del 30 al 40% en peso de un monómero monoetilénicamente insaturado, que es un acrilato de un alcohol alquílico cíclico (por ejemplo, SR420), (C) del 30 al 60% en peso de un disolvente orgánico, que es una razón de 3:1 a 5:1 de metanol:etanol, (F) del 0,5 al 2% en peso de un agente anti-formación de costra, que es un ácido etilendiaminatetra(metilenfosfónico) (EDTMP), y el resto son opcionalmente (G) colorantes y/o (H) al menos un aditivo (por ejemplo, tensioactivo, un estabilizador, un promotor de adherencia y/o un marcador de seguridad), cada uno de ellos con respecto al peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
Realizaciones de las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación descritas en el presente documento pueden prepararse mediante cualquier técnica adecuada conocida por los expertos habituales en la técnica, por ejemplo, combinando los componentes (A), (B) y (C), y opcionalmente (D), (E) y/o (F), en cualquier orden y agitando a una temperatura de entre 20 y 100°C hasta que se forme una disolución homogénea. Cualquier colorante (G) y aditivo (H) deseados también pueden incluirse en esta mezcla, o alternativamente mezclarse en la disolución homogénea con agitación, remoción y/u homogeneización opcionales. Las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación formadas pueden entonces filtrarse, opcionalmente a una temperatura elevada, para retirar las partículas extrañas.
Propiedades
Las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación divulgadas en el presente documento son adecuadas para su uso en procedimientos de chorro de tinta térmica y tienen propiedades ventajosas, por ejemplo, viscosidad, tensión superficial, larga distancia de proyección y comportamiento de destapado (por ejemplo, largos tiempos de destapado), y después del curado, producen composiciones de tinta curadas que dan como resultado imágenes claras con buena adherencia, resistencia al frotamiento y al rayado, y baja migración.
Tal como se usa en el presente documento, el término “viscosidad” se refiere a una viscosidad compleja, que es la medida típica proporcionada por un reómetro mecánico que es capaz de someter una muestra a una tensión de cizallamiento constante o a una deformación sinusoidal de pequeña amplitud. En este tipo de instrumentos, el operador aplica la tensión de cizallamiento al motor y el transductor mide la deformación (par) de la muestra. Ejemplos de tales instrumentos son el reómetro de fluidos RFS3 de Rheometrics, el reómetro ARES, ambos fabricados por Rheometrics, una división de TA Instruments, o un reómetro Haake Roto Visco 1, el viscosímetro Brookfield DV-E fabricado por AMETEK Brookfield y una unidad de control de temperatura TCP/P-Peltier. Los resultados se proporcionan en centipoise (cP). En algunas realizaciones, las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación presentan una combinación deseable de baja viscosidad en forma líquida y alto alargamiento una vez curadas, es decir, tienen una viscosidad a 25°C de menos de 50 cP, más preferiblemente menos de 30 cP, incluso más preferiblemente menos de aproximadamente 20 cP, incluso aún más preferiblemente menos de aproximadamente 10 cP, incluso aún más preferiblemente menos de aproximadamente 5 cP, incluso aún más preferiblemente menos de aproximadamente 4 cP, incluso aún más preferiblemente menos de aproximadamente 3 cP, incluso aún más preferiblemente menos de aproximadamente 2 cP, incluso aún más preferiblemente menos de aproximadamente 1 cP, por ejemplo, una viscosidad de desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 5 cP, preferiblemente desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 4 cP.
Las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación de la presente divulgación proporcionan una adecuada resistencia al frotamiento después de curarse. Las tintas que presentan resistencia al frotamiento presentan una mejor procesabilidad, en la que el sustrato impreso puede someterse a un procesamiento adicional sin efecto perjudicial para la tinta impresa. La resistencia al frotamiento puede analizarse, por ejemplo, con un probador de frotamiento de tipo Gakushin fabricado por Daiei Kagaku, basado en la norma de referencia JIS L-0849. La prueba normalmente implica colocar un paño blanco de referencia en los cabezales de frotamiento del probador de frotamiento. Los cabezales de frotamiento ejercen presión durante un número de ciclos sobre la tinta curada debido a su peso. Dependiendo de la resistencia al frotamiento de la tinta, el color de la tinta se transferirá al paño de referencia en menor o mayor medida. La resistencia al frotamiento se cuantifica midiendo la diferencia de color AE después del frotamiento sobre el paño de referencia mediante un espectrofotómetro, tal como X-Rite Ci64. Las presentes tintas de chorro de tinta de chorro de tinta curables por radiación tienen un valor AE inferior a 3,0, que generalmente se considera aceptable, preferiblemente un valor AE inferior a 2,0, e incluso más preferiblemente un valor AE inferior a 1,0.
La adherencia puede medirse mediante una prueba de cinta adhesiva de entramado según la norma ASTM D3359 y cuantificarse en una escala de 0-5. Las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación proporcionan propiedades de adherencia ventajosas en una variedad de sustratos, con calificaciones de rendimiento de adherencia de 3 a 5, preferiblemente de 4 a 5.
Las propiedades de resistencia al rayado de las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación, después de curarse, pueden analizarse mediante pruebas de dureza de lápiz, por ejemplo, con la norma ASTM3363-92a, y clasificarse en una escala de la más suave a la más dura: 6B, 5B, 4B, 3B, 2B, B, HB, F, H, 2H, 3H, 4H, 5H, 6H, 7H, 8h , 9H. En algunas realizaciones, las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación proporcionan índices adecuados de resistencia al rayado de al menos dureza “B”, preferiblemente al menos “HB”, más preferiblemente al menos “F”, incluso más preferiblemente al menos “H”, e incluso aún más preferiblemente al menos “2H”.
Las tintas que van a usarse en los envases alimentarios no deben contaminar los alimentos ni impartir ningún olor no natural. La contaminación, en este contexto, puede ser el resultado de la migración de los componentes de una tinta al alimento o a otro material envasado o de los olores indeseables que la tinta imparte al material envasado. La migración de los componentes de la tinta a los productos alimenticios o farmacéuticos puede suponer un riesgo para la salud y, por tanto, debe reducirse al mínimo. Existen varias normativas y directrices de envasado de alimentos que proporcionan listas de componentes de tinta aceptables, así como estipulaciones relativas a los niveles aceptables de migración (por ejemplo, la Asociación Europea de Tintas de Impresión (EuPIA) y las directrices asociadas de BPF Lista de inventario de EuPIA 2012, Ordenanza suiza sobre materiales y artículos en contacto con alimentos, SR 817.023.21, Notas de orientación de Nestlé, FDA Título 21 CFR o FCN - Notificación de contacto con alimentos). Los límites de migración específica (LME) de las tintas de envasado de productos de consumo están normalmente por debajo de 50 ppb y, a veces, se requieren niveles de migración por debajo de 10 ppb.
Los niveles de migración de las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación divulgadas en el presente documento pueden determinarse usando normas de pruebas de migración conocidas por los expertos habituales en la técnica. Brevemente, tales análisis pueden implicar el apilamiento de varias hojas de muestras impresas, o alternativamente el corte de una muestra impresa del lado de rebobinado de un sustrato en una banda en forma de rollo como muestra de prueba, y el acondicionamiento del muestra de prueba en una celda de extracción (generalmente que oscila desde 30 minutos hasta 2 días) llena de un simulador de alimentos (por ejemplo, agua, heptano, isooctano, aceite vegetal, etanol o disoluciones de ácido acético, etc.) según las regulaciones de las “Condiciones de Uso” de la FDA, tal como se definen en el título 21 del Código de Regulaciones Federales (C.F.R.) sección 176.170(c)-(d), del 1 de abril de 2000, que especifican las condiciones de prueba (por ejemplo, la temperatura y la duración del tiempo) para las que la muestra de ensayo se almacena en la celda de extracción en función del uso previsto de un producto envasado en particular. Después del acondicionamiento, los componentes de la tinta de la muestra de ensayo pueden extraerse opcionalmente con un disolvente de extracción (por ejemplo, cloroformo, cloruro de metileno). Los niveles de migración de los componentes de la tinta pueden cuantificarse entonces con diversas técnicas analíticas, tales como por peso, cromatografía de gases, cromatografía de líquidos, espectrometría de masas, análisis elemental y similares. La técnica exacta usada para medir la cantidad de migración dependerá del uso previsto de un determinado producto envasado. Por ejemplo, si el envase está destinado para usarse para el almacenamiento congelado (sin tratamiento térmico en el envase), la migración se mide por la condición de uso “G” según la tabla 2 del título 21 del Código de Regulaciones Federales (C.F.R.) Sección 176.170(c) y sección 176.170(d). Si el envase tiene múltiples usos previstos, el envase satisface el nivel de migración para la prueba apropiada para al menos uno de los usos previstos.
En algunas realizaciones, las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación divulgadas en el presente documento presentan un nivel de migración de menos de 50 ppb, preferiblemente menos de 40 ppb, preferiblemente menos de 30 ppb, preferiblemente menos de 20 ppb, más preferiblemente menos de 10 ppb, incluso más preferiblemente menos de 5 ppb, e incluso aún más preferiblemente menos de 1 ppb, después de curarse en un artículo. En algunas realizaciones, las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación, después de curarse, no presentan migración y/o los componentes de la tinta no pueden detectarse por encima del límite de detección de la técnica analítica empleada.
En algunas realizaciones, la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación tiene una tensión superficial de al menos aproximadamente 20 mN/m, más preferiblemente de al menos aproximadamente 22 mN/m, y hasta aproximadamente 50 mN/m, preferiblemente hasta aproximadamente 40 mN/m, más preferiblemente hasta aproximadamente 30 mN/m a una temperatura de expulsión de chorro de desde aproximadamente 25°C, preferiblemente desde aproximadamente 35°C, más preferiblemente desde aproximadamente 40°C y menos de aproximadamente 100°C, preferiblemente menos de aproximadamente 95°C, más preferiblemente menos de aproximadamente 90°C.
Para determinar la distancia de proyección, puede usarse un verificador de códigos de barras adecuado para evaluar la clase de un código de barras, por ejemplo, una estación de calidad de códigos de barras Integra 9505. Este equipo proporciona una clasificación de códigos de barras desde A-F y “sin código válido”, siendo A-C un código de barras aceptable y D, F y “sin código válido” un código de barras de baja calidad. Las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación tienen preferiblemente una distancia de proyección de al menos aproximadamente 1 mm, preferiblemente de al menos aproximadamente 1,5 mm, más preferiblemente de al menos aproximadamente 2 mm, y de hasta aproximadamente 5 mm, preferiblemente de hasta aproximadamente 4 mm, más preferiblemente de hasta aproximadamente 3 mm, usando los métodos de impresión por chorro de tinta térmica descritos en el presente documento. En algunas realizaciones, las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación tienen una clasificación de código de barras de tipo A, B o C, preferiblemente A o B, a estas distancias de proyección mencionadas, lo que permite imprimir las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación en sustratos estructurados y tridimensionales (por ejemplo, superficies granuladas, curvas y complejas), además de sustratos planos, sin pérdida de calidad de imagen.
Las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación divulgadas en el presente documento también poseen un comportamiento aceptable o excelente de destapado (por ejemplo, control de destapado, tiempo de destapado, etc.) medido por el reinicio de la impresión y el análisis de la claridad de la imagen (por ejemplo, PIAS™-II) después de exponer la tinta al aire durante un tiempo de destapado determinado sin pérdida de boquillas al reiniciar. Las tintas se clasifican en cuanto al tiempo de destapado según los siguientes criterios de la tabla 1:
Tabla 1
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Además, las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación divulgadas en el presente documento poseen grados de humectación de la placa de la boquilla aceptables o excelentes, tal como se define por la sostenibilidad de la tinta durante la impresión (tabla 2). La impresión continua sin pérdida de boquillas se define como sostenibilidad. La acumulación de tinta en una placa de la boquilla debido a una humectación indeseable no permitirá una impresión sostenida sin limpiar el exceso de tinta de la placa de la boquilla. Dado que la humectación de la placa de la boquilla puede provocar la pérdida de boquillas en la imagen de impresión, la sostenibilidad puede usarse como una medida de la humectación de la placa de la boquilla. Las tintas se clasifican en cuanto a la humectación de la placa de la boquilla, medida por la sostenibilidad, según los siguientes criterios:
Tabla 2
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Artículo impreso
Las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación pueden curarse sobre un sustrato, que incluye piezas tridimensionales así como bandas o láminas planas que se suministran en forma de rollo, para la fabricación de artículos impresos que tengan propiedades ventajosas, tales como artículos impresos que sean resistentes al frotamiento y al rayado, que tengan una adherencia de tinta adecuada y niveles de migración inferiores a 10 ppb. Tales artículos impresos pueden ser adecuados en las industrias de las artes gráficas, los textiles, el envasado, la lotería, los formularios comerciales y la edición, cuyos ejemplos incluyen una etiqueta o marcador, un billete de lotería, una publicación, un envase (por ejemplo, un envase flexible), una caja de cartón plegable, un contenedor rígido (por ejemplo, un vaso o una cubeta de plástico, contenedores de vidrio, latas de metal, botellas, tarros y tubos), un expositor para el punto de venta y similares. En las realizaciones en las que se usa el curado por haz de electrones, la profundidad de penetración de la radiación del haz de electrones permite que la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación se cure en sustratos que tienen diversos tipos de superficie, por ejemplo, una superficie plana, una superficie estructurada, tales como las superficies granuladas, y una superficie tridimensional, tales como las superficies curvas y/o complejas.
Las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación pueden imprimirse sobre sustratos porosos, cuyos ejemplos incluyen, pero no se limitan, al papel, la madera, las membranas y las telas (incluyendo, por ejemplo, pero no limitándose a, la tela tejida, la tela no tejida y la tela laminada de aluminio). Las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación también pueden imprimirse sobre sustratos no porosos, por ejemplo, diversos plásticos, vidrio, metales y/o papeles estucados. Estos pueden incluir, pero no se limitan a, piezas de plástico moldeadas, así como hojas planas o rollos de películas de plástico. Los ejemplos incluyen aquellos que contienen poli(tereftalato de etileno) (PET), poliestireno orientado biaxialmente (OPS), polietileno (PE), polipropileno (PP), polipropileno orientado (OPP), poli(ácido láctico) (PLA), nailon orientado, poli(cloruro de vinilo) (PVC), poliéster, triacetato de celulosa (TAC), policarbonato, poliolefina, acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), poliacetal y poli(alcohol vinílico) (PVA), y similares.
Las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación divulgadas en el presente documento se usan ventajosamente para imprimir envases flexibles, preferiblemente envases de alimentos/productos (por ejemplo, envases de alimentos primarios, secundarios o terciarios) que pueden contener productos alimentarios, productos no alimentarios, productos farmacéuticos y/o artículos de cuidado personal, debido a la capacidad de curar la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación con radiación de haz de electrones con un calor mínimo y una distorsión del sustrato, una adherencia adecuada y, preferiblemente, una migración de menos de 10 ppb de la composición de tinta curada en el producto/artículo envasado.
Método de formación de una imagen
Con la impresión por chorro de tinta, se forma una imagen impresa deseada cuando se expulsa un patrón preciso de puntos desde un dispositivo generador de gotas, conocido como cabezal de impresión, sobre un medio de impresión. El cabezal de impresión tiene una serie de boquillas formadas con precisión situadas en una placa de la boquilla y unidas a un sustrato de cabezal de impresión por chorro de tinta. El sustrato de cabezal de impresión por chorro de tinta incorpora una serie de cámaras de disparo que reciben la tinta de chorro de tinta a través de la comunicación fluida con uno o más depósitos de tinta. Cada cámara de disparo tiene un elemento de resistencia, conocido como resistencia de disparo, situado frente a la boquilla, de modo que la tinta de chorro de tinta se acumula entre la resistencia de disparo y la boquilla. Cada elemento de resistencia es normalmente una almohadilla de un material resistivo y mide, por ejemplo, aproximadamente 35 |im * 35 |im. El cabezal de impresión está sujeto y protegido por un envase exterior denominado cartucho de impresión o pluma de chorro de tinta. Al activar un elemento de resistencia determinado, se expulsa una gota de tinta de chorro de tinta a través de la boquilla hacia el medio de impresión. El disparo de las gotas de tinta está normalmente bajo el control de un microprocesador, cuyas señales se transmiten por medio de trazos eléctricos a los elementos de la resistencia, formando patrones alfanuméricos y otras imágenes en el medio de impresión. Dado que las boquillas son pequeñas, normalmente de 10 |im a 40 |im de diámetro, se desean tintas que minimicen el atasco.
La presente divulgación proporciona un método de formación de una imagen mediante la aplicación de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación, en una o más de sus realizaciones, sobre una superficie de un sustrato mediante un cabezal de impresión por chorro de tinta térmica y la exposición de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación a la radiación de haz de electrones o a la radiación actínica, preferiblemente a la radiación de haz de electrones, para curar al menos parcialmente la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación, preferiblemente para curar sustancialmente la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación, para formar una composición de tinta curada sobre la superficie del sustrato. El uso de las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación y los métodos descritos en el presente documento supera y/o mitiga al menos algunos de los problemas asociados con los procedimientos de chorro de tinta térmica descritos anteriormente, dando como resultado ventajosamente una calidad de impresión fiable y mejorada.
Cualquier cabezal de impresión que dispensa tinta sólo cuando se necesita (drop-on-demand) conocido por los expertos habituales en la técnica de la impresión por chorro de tinta puede usarse como unidad de impresión en el presente método, incluyendo cabezales de impresión continuos, los cabezales de impresión térmicos, los cabezales de impresión electrostáticos y los cabezales de impresión acústicos, se usa preferiblemente un cabezal de impresión térmico (que tiene un transductor térmico). Los parámetros típicos, tales como, por ejemplo, la velocidad de caída, la temperatura del cabezal de impresión, la tensión de control y el ancho del impulso de control, pueden ajustarse según la especificación del cabezal de impresión. Los cabezales de impresión que son generalmente adecuados para su uso en los métodos descritos en el presente documento tienen un tamaño de gota en el intervalo de 2 a 80 pl y una frecuencia de gota en el intervalo de 10 a 100 kHz, aunque también pueden usarse valores por encima o por debajo de estos intervalos. Se obtienen resultados de impresión particularmente ventajosos si se ajusta el voltaje a 8,0-9,0 voltios y el ancho de pulso a 1,0-2,5 microsegundos.
En algunas realizaciones, una o más composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación se expulsan en chorro térmicamente sobre el sustrato deseado a temperaturas de menos de aproximadamente 100°C, tales como de desde aproximadamente 25°C hasta aproximadamente 100°C, preferiblemente desde aproximadamente 30°C hasta aproximadamente 90°C, más preferiblemente desde aproximadamente 35°C hasta aproximadamente 70°C, más preferiblemente de 40-45°C.
Después de aplicar la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación sobre el sustrato, la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación puede curarse exponiéndola a la radiación actínica y/o a la radiación de haz de electrones, preferiblemente a la radiación de haz de electrones. En algunas realizaciones, la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación incluye un fotoiniciador, y se cura usando radiación actínica, preferiblemente radiación UV, preferiblemente radiación UV que tiene una longitud de onda de 200-400 nm. En las realizaciones preferidas, la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación está sustancialmente libre de un fotoiniciador y se cura mediante la exposición a la radiación de haz de electrones. En los métodos de curado por haz de electrones, los electrones emergen de una cámara de vacío a través de una lámina metálica y llegan a la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación en el sustrato en una cámara de reacción. Los procedimientos de curado por haz de electrones generan normalmente poco calor y, por tanto, ayudan a evitar la distorsión del sustrato por el procesamiento o procedimientos térmicos que requieren temperaturas elevadas. Las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación pueden exponerse a haces de electrones usando cualquier generador de haces de electrones, tales como los generadores de haces de electrones disponibles de Electron Crosslinking AB (Suecia), Comet AG (Suiza) o Energy Sciences, Inc. (ESI) (EE.UU.). El generador de haces de electrones puede disponerse en combinación con el cabezal de impresión de la impresora de chorro de tinta, de modo que la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación se exponga a la radiación de curado poco después de expulsarse en chorro.
En algunas realizaciones, la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación se expone a una dosis baja de radiación de haz de electrones para formar una imagen, tal como desde aproximadamente 0,1 Mrad, preferiblemente desde aproximadamente 0,2 Mrad, preferiblemente desde aproximadamente 0,3 Mrad, preferiblemente desde aproximadamente 0,4 Mrad, preferiblemente desde aproximadamente 0,5 Mrad, y hasta aproximadamente 1,3 Mrad, preferiblemente hasta aproximadamente 1,2 Mrad, preferiblemente hasta aproximadamente 1,1 Mrad, o más preferiblemente hasta aproximadamente 1,0 Mrad. En algunas realizaciones, se forma una imagen exponiendo la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación a una dosis más alta de radiación de haz de electrones, por ejemplo, desde aproximadamente 1 Mrad, preferiblemente desde aproximadamente 1,2 Mrad, preferiblemente desde aproximadamente 1,5 Mrad, preferiblemente desde aproximadamente 1,6 Mrad, preferiblemente desde aproximadamente 1,7 Mrad, hasta aproximadamente 10 Mrad, preferiblemente hasta aproximadamente 8 Mrad, preferiblemente hasta aproximadamente 6 Mrad, o más preferiblemente hasta aproximadamente 3 Mrad, o una combinación de dosis bajas y altas de radiación de haz de electrones. La dosis de radiación de haz de electrones puede ajustarse en función del nivel de curado deseado. Por ejemplo, cuando se desea un curado parcial, puede emplearse una dosis baja de radiación de haz de electrones durante un tiempo de exposición corto, mientras que el curado sustancial puede lograrse aumentando la dosificación de haz de electrones y el tiempo de exposición.
Pueden emplearse diversos potenciales de aceleración de los haces de electrones en los métodos divulgados en el presente documento, sin embargo, se usa normalmente un potencial de aceleración de menos de 300 kV, preferiblemente menos de 260 kV, más preferiblemente menos de 240 kV, más preferiblemente menos de 220 kV, por ejemplo, en el intervalo de aproximadamente 70 a aproximadamente 200 kV.
El método de la presente divulgación puede incluir opcionalmente el suministro de un gas inerte durante el curado por haz de electrones para desplazar el oxígeno (“ inertización”) que inhibe la polimerización por radicales libres. En algunas realizaciones, menos de aproximadamente 200 ppm, preferiblemente menos de aproximadamente 180 ppm, preferiblemente menos de aproximadamente 160 ppm, preferiblemente menos de aproximadamente 140 ppm de oxígeno está presente en la cámara de reacción durante el curado. Puede usarse cualquier gas inerte adecuado, incluyendo, pero sin limitarse a, gas nitrógeno y gas argón.
Además, se observa que después de la aplicación de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación, una etapa de secado es opcional, es decir, no se requiere ninguna etapa de secado en los métodos descritos en el presente documento, ya que la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación de la presente divulgación es preferiblemente no acuosa. Cuando los métodos implican una etapa de secado, las tintas de chorro de tinta curables por radiación aplicadas pueden secarse durante aproximadamente 10 segundos o menos, preferiblemente aproximadamente 7 segundos o menos, más preferiblemente aproximadamente 4 segundos o menos, incluso más preferiblemente aproximadamente 2 segundos o menos, e incluso aún más preferiblemente de aproximadamente 1 segundo o menos, en condiciones ambientales, antes de aplicar otra capa de tinta o antes de exponerla a la radiación de curado (por ejemplo, la radiación de haz de electrones). En una realización preferida, no hay tiempo de secado entre la aplicación de la tinta de chorro de tinta curable por radiación al sustrato y la etapa de curado, aparte de la cantidad de tiempo que se necesita para suministrar el sustrato desde la estación de aplicación de tinta (es decir, la impresora de chorro de tinta térmica) hasta la estación de curado (por ejemplo, el generador de haz de electrones).
También debe reconocerse que los tratamientos de la superficie del sustrato, tales como el tratamiento de corona, el tratamiento de plasma atmosférico y el tratamiento de llama, pueden emplearse opcionalmente en los métodos en el presente documento antes de la aplicación de las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación para mejorar las características del artículo impreso, por ejemplo, la adherencia de la tinta. Los parámetros de tales tratamientos de la superficie del sustrato pueden variar mucho dependiendo del material del sustrato que vaya a imprimirse, de las composiciones específicas de tinta curable por radiación usadas, del método de impresión aplicado y de las propiedades y aplicaciones deseadas del artículo impreso.
Tanque de tinta
Las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación divulgadas en el presente documento pueden almacenarse y/o comercializarse en un tanque de tinta (es decir, un depósito). Cuando se usa, el tanque de tinta está conectado de manera fluida al cabezal de impresión, de modo que la tinta puede introducirse en el cabezal de impresión para una operación de impresión. El tanque de tinta puede incluir las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación divulgadas en el presente documento, en una o más realizaciones, como una composición premezclada, o alternativamente el tanque de tinta puede almacenar uno o más de los componentes de la tinta por separado, y los componentes de la tinta por separado pueden introducirse en el cabezal de impresión justo antes de la aplicación, donde se mezclan. Además, el tanque de tinta puede estar configurado para montarse integralmente en un carro de una impresora de carro, de modo que el cabezal de impresión tenga que reemplazarse cuando se agote la tinta. Preferiblemente, el tanque de tinta puede montarse de manera desmontable en un receptáculo de retención del cabezal de impresión, de modo que sólo sea necesario reemplazar el propio tanque de tinta cuando la tinta se agote.
Un ejemplo adecuado es la estación de suministro a granel fabricada por Kao Collins Inc. tal como se ilustra en las figuras 1 y 2. En aplicaciones verticales a modo de ejemplo (impresión hacia abajo/envío), el depósito de tinta a granel se monta de manera que los puertos de salida de la lengüeta plateada estén a 3” (±1”) por debajo de las boquillas del cartucho. La altitud y la presión atmosférica pueden influir en la altura exacta del depósito, por lo que puede ser necesario realizar ligeros ajustes, por ejemplo, en incrementos de 1/4” (figura 1). En aplicaciones horizontales a modo de ejemplo (codificación de cajas), el depósito de tinta a granel se monta de manera que los puertos de salida de la lengüeta plateada estén entre 2,5” y 4,5” por debajo de la parte inferior del cartucho de impresión más bajo. Pueden alimentarse hasta cuatro cartuchos desde un depósito a granel. La altitud y la presión atmosférica pueden influir en la altura exacta del depósito, por lo que puede ser necesario realizar ligeros ajustes, por ejemplo, en incrementos de 1/4” (figura 2). También son posibles otras diversas configuraciones y modificaciones del tanque de tinta y la invención puede practicarse de otra manera que la descrita explícitamente en el presente documento.
Se pretende que los ejemplos a continuación proporcionen una mejor ilustración de las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación y no se pretende que limiten el alcance de las reivindicaciones.
Ejemplos
Ejemplos 1-6 (de la invención)
Preparación de composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación:
Se añaden todos los componentes a un recipiente de acero inoxidable y se mezclan con una hoja de sierra a 500 rpm durante 30 minutos. A continuación, se filtra la tinta a través de un filtro de 1 micrómetro.
Tabla 3. Formulaciones de tinta de los ejemplos 1-6 (basándose en el % en peso de las materias primas)
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Ejemplos 7-10 (de la invención)
Preparación de composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación:
Se añadieron todos los componentes a un recipiente de acero inoxidable y se mezclaron con una hoja de sierra a 500 rpm durante 30 minutos. A continuación, se filtró la tinta a través de un filtro de 1 micrómetro.
Tabla 4. Formulaciones de tinta de los ejemplos 7-10 (basándose en el % en peso de componente activo en las materias primas)
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Ejemplos 11-13 (comparativos)
Se preparó la preparación de las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación comparativas (220­ 124-5, 208-104-8 y 208-104-9) de la misma manera que las composiciones de tinta de chorro de tinta curables por radiación de los ejemplos 7-10.
Tabla 5. Formulaciones de tinta de los ejemplos 11-13 (basándose en el % en peso de componente activo en las materias primas
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PRUEBA DE DESTAPADO
Se sometieron a prueba las tintas de los ejemplos 7-9 (de la invención) y de los ejemplos 11-13 (comparativas) para determinar su comportamiento de destapado exponiendo las tintas respectivas al aire durante un tiempo de destapado determinado, reiniciando después la impresión y el análisis de la claridad de la imagen mediante el Personal Image Analysis System™-!! (PIAS™-II), disponible de Quality Engineering Associates (QEA), Massachusetts, EE.UU. Las tintas se clasificaron en función del tiempo que pueden estar expuestas al aire sin la pérdida de boquillas al reiniciar la impresión usando las categorías de la tabla 1. Los resultados se muestran en la tabla 6.
Tabla 6. Clasificación del tiempo de destapado
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PRUEBA DE HUMECTACION DE LA PLACA DE LA BOQUILLA
Se sometieron a prueba las tintas de los ejemplos 7, 8 y 10 (de la invención) y del ejemplo 12 (comparativa) para determinar la humectación de la placa de la boquilla basándose en la siguiente prueba de rendimiento de sostenibilidad:
Se usaron las tintas respectivas para imprimir de manera continua, y se registró el número total de impresiones antes de la pérdida de boquillas. La pérdida de boquillas se determinó mediante el Personal Image Analysis System™-!! (PIAS™-!!), disponible de Quality Engineering Associates (QEA), Massachusetts, EE.UU. A continuación se clasificaron las tintas basándose en el número de hojas producidas antes de la pérdida de boquilla usando las categorías definidas en la tabla 2. Los resultados se muestran en la tabla 7.
Tabla 7. Clasificación de la humectación de la placa de la boquilla
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Cuando se indica un límite o intervalo numérico, se incluyen los puntos finales. Además, todos los valores y subintervalos dentro de un límite o intervalo numérico se incluyen específicamente como si estuvieran explícitamente escritos.
Tal como se usan en el presente documento, las palabras “un” y “una” y similares tienen el significado de “uno o más”.

Claims (20)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación, que comprende:
    (A) un oligómero monoetilénicamente insaturado;
    (B) un monómero monoetilénicamente insaturado; y
    (C) un disolvente;
    en la que la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación está sustancialmente libre de un fotoiniciador; y
    en la que el peso total del oligómero monoetilénicamente insaturado (A) es menor o igual al peso total del monómero monoetilénicamente insaturado (B).
  2. 2. Composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según la reivindicación 1, en la que el oligómero monoetilénicamente insaturado (A) está presente en una cantidad de aproximadamente el 8 a aproximadamente el 30% en peso, basándose en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
  3. 3. Composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según la reivindicación 1 ó 2, en la que el monómero monoetilénicamente insaturado (B) está presente en una cantidad de aproximadamente el 20 a aproximadamente el 50% en peso, basándose en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
  4. 4. Composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el disolvente (C) está presente en una cantidad de aproximadamente el 30 a aproximadamente el 65% en peso, basándose en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
  5. 5. Composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el disolvente (C) es un disolvente orgánico, o una mezcla de dos o más disolventes orgánicos.
  6. 6. La composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que una relación en peso del monómero monoetilénicamente insaturado (B) con respecto al oligómero monoetilénicamente insaturado (A) es de 1:1 a 3:1.
  7. 7. Composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende además (D) un componente polietilénicamente insaturado.
  8. 8. Composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según la reivindicación 7, en la que el componente polietilénicamente insaturado (D) está presente en una cantidad de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 20% en peso, basándose en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
  9. 9. Composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según la reivindicación 7 u 8, en la que la razón en peso del peso combinado del monómero monoetilénicamente insaturado (B) y el componente polietilénicamente insaturado (D) con respecto al oligómero monoetilénicamente insaturado (A) ((B+D)/A) es mayor de 1:1 y hasta 4:1.
  10. 10. Composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en la que el componente polietilénicamente insaturado (D) es un monómero polietilénicamente insaturado (D1), un oligómero polietilénicamente insaturado (D2), o una mezcla de los mismos.
  11. 11. Composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende además (E) un éster de acrilato de un éster de ácido carboxílico de fórmula (I)
    Figure imgf000027_0001
    en la que R1, R2, y R3 son cada uno independientemente un alquilo, un arilo, un alquilarilo, un alcoxiarilo o un grupo cicloalifático que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, y R4 es un grupo seleccionado de hidrógeno, metilo, etilo, propilo, butilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, nonilo, decilo, fenilo y alcoxifenilo.
  12. 12. Composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según la reivindicación 11, en la que el éster de acrilato de un éster de ácido carboxílico de fórmula (I) (E) está presente en una cantidad de aproximadamente el 0,5 a aproximadamente el 15% en peso, basándose en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación.
  13. 13. Composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según la reivindicación 11 ó 12, en la que R1 y R2 combinados tienen de 6 a 8 átomos de carbono, R3 es metilo y R4 es hidrógeno.
  14. 14. Composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en la que el peso combinado del oligómero monoetilénicamente insaturado (A) y el éster de acrilato de un éster de ácido carboxílico de fórmula (I) (E) es menor o igual al peso total del monómero monoetilénicamente insaturado (B).
  15. 15. Composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, que comprende además (F) un agente anti-formación de costra.
  16. 16. Composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, que comprende además (G) un colorante y/o al menos un aditivo (H) seleccionado del grupo que consiste en un tensioactivo, un estabilizador, un promotor de adherencia y un marcador de seguridad.
  17. 17. Composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, que presenta un nivel de migración inferior a 10 ppb después de curarse sobre un artículo.
  18. 18. Artículo impreso, que comprende:
    un sustrato y una composición de tinta curada sobre el sustrato, en el que la composición de tinta curada se forma a partir de la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17.
  19. 19. Método para formar una imagen sobre un sustrato, que comprende:
    aplicar una composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación sobre una superficie del sustrato mediante un cabezal de impresión por chorro de tinta térmica, en el que la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación comprende
    (A) un oligómero monoetilénicamente insaturado,
    (B) un monómero monoetilénicamente insaturado, y
    (C) un disolvente,
    en el que la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación está sustancialmente libre de un fotoiniciador, y
    en el que el peso total del oligómero monoetilénicamente insaturado (A) es menor o igual al peso total del monómero monoetilénicamente insaturado (B); y
    exponer la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación a la radiación de haz de electrones para curar, al menos parcialmente, la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación para formar una composición de tinta curada sobre la superficie del sustrato.
  20. 20. Tanque de tinta, que comprende la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17.
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