ES2960823T3

ES2960823T3 - Métodos de impresión de imprimación en línea

Info

Publication number: ES2960823T3
Application number: ES19782424T
Authority: ES
Inventors: Muslim Contractor; Stephen Buchanan; Stephen Cummings
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2018-04-05
Filing date: 2019-04-04
Publication date: 2024-03-06
Anticipated expiration: 2039-04-04
Also published as: CN111918940A; EP3775064A1; US20200407574A1; EP3775064B1; US11312170B2; WO2019195539A1

Abstract

Un método para formar una imagen sobre un sustrato que implica aplicar una composición de tinta de inyección blanca curable por radiación que comprende un agente antiarrugas curable por radiación sobre una superficie del sustrato, exponiendo la composición de tinta de inyección blanca curable por radiación a luz UV que tiene una longitud de onda de menos de 200 nm para fijar la composición de tinta de inyección blanca curable por radiación y formar un sustrato recubierto que tiene un valor de rugosidad superficial medio aritmético Ra inferior o igual a 2,0 micrómetros y una profundidad de rugosidad superficial media aritmética Rz inferior o igual a 10,0 micrómetros, aplicar una composición de tinta de inyección CMYK curable por radiación sobre el sustrato revestido y curar con radiación de haz de electrones. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Métodos de impresión de imprimación en línea

Antecedentes de la invención

Campo de la invención

La presente invención se refiere a métodos de impresión de imprimación en línea que usan tintas de chorro de tinta curables por radiación tal como se define en las reivindicaciones.

Discusión de los antecedentes

La descripción de “antecedentes” proporcionada en el presente documento tiene el propósito de presentar de manera general el contexto de la divulgación. El trabajo de los inventores nombrados en el presente documento, en la medida en que se describe en esta sección de antecedentes, así como los aspectos de la descripción que de otro modo no calificarían como técnica anterior en el momento de la presentación, no se admiten expresa ni implícitamente como técnica anterior frente a la presente invención.

La claridad de las imágenes y la calidad de impresión en general son valiosas en cualquier aplicación de impresión, pero lo son particularmente en aplicaciones de embalaje de alto valor, impresiones que involucran texto, trabajos de impresión de alta resolución o impresión de efectos especiales. Tanto las tintas empleadas como las propiedades superficiales del sustrato desempeñan un papel en la determinación del resultado de la calidad de impresión. La humectación de la tinta, es decir, el grado en que las gotitas de tinta se esparcen sobre la superficie del sustrato y se fusionan con las gotitas vecinas, así como las propiedades de adherencia de la tinta, son algunas de las características fundamentales de la tinta que pueden afectar a la calidad de impresión. Por ejemplo, una humectación insuficiente del sustrato por parte de la tinta puede dar lugar a espacios entre filas adyacentes de gotitas de tinta que aparecen en el artículo impreso como líneas o bandas que discurren en la dirección de impresión. A la inversa, un grado de humectación demasiado alto del sustrato puede hacer que la tinta se esparza demasiado sobre la superficie del sustrato, provocando una pérdida de definición de los bordes, lo cual es especialmente indeseable en trabajos de impresión que requieren alta resolución.

El documento US 2011/159203 A1 se refiere a composiciones curables por radiación, y más específicamente a tintas y tintas de chorro de tinta curables por radiación, que son adecuadas para aplicaciones de embalaje de alimentos.

Sumario de la invención

Las características superficiales del sustrato son un factor que a menudo se pasa por alto y que influye en la claridad y la calidad de la imagen final. Algunos sustratos no son receptivos a la impresión y, por ejemplo, tienen superficies irregulares, una alta rugosidad superficial o una alta porosidad. Obtener imágenes de alta resolución y alta claridad sobre tales sustratos puede resultar difícil debido a las dificultades para aplicar tintas de manera uniforme a lo largo de toda la superficie irregular. Por ejemplo, la tinta puede penetrar en los poros del sustrato, no cubrir uniformemente los picos y valles de una superficie rugosa o de otro modo no cubrir uniformemente la superficie rugosa. Tal cobertura de tinta inconsistente y densidad de tinta variable a lo largo de la superficie pueden conducir a una reflectividad visible y mensurablemente baja, una baja intensidad de color, agrumado, formación de charcos, y una falta de líneas nítidas, una reproducción del color indeseable y una imagen estéticamente desagradable en general. Estos problemas pueden agravarse por el hecho de que sustratos diferentes tienen características superficiales variables que pueden reaccionar con cada tinta de manera diferente.

Una estrategia para mejorar las características superficiales del sustrato y para mejorar la adherencia de las tintas aplicadas es aplicar en primer lugar un recubrimiento de imprimación. Si bien los recubrimientos de imprimación pueden ser eficaces, normalmente requieren un secado y/o curado completos antes de la aplicación de las tintas formadoras de imágenes. El secado y/o curado requieren tiempo y energía y, como resultado, se reduce la productividad y aumentan los costes de producción. Además, el recubrimiento de imprimación puede contraerse durante la etapa de secado y/o curado hasta un punto que disminuye el efecto de alisado superficial que puede realizarse. La técnica anterior tampoco divulga formulaciones de imprimación que sean adecuadas para su uso en embalajes, donde las características organolépticas tales como el olor y la migración son importantes (por ejemplo, embalaje de alimentos, tabaco y productos farmacéuticos).

En vista de lo anterior, existe la necesidad de métodos de impresión que mejoren las características superficiales de los sustratos no receptivos a la impresión y formen imágenes nítidas, claras y de alta calidad, al tiempo que aumenten las velocidades de impresión y reduzcan los costes de energía asociados con las aplicaciones de recubrimiento de imprimación en línea.

Por consiguiente, un objeto de la presente invención es proporcionar nuevos métodos de formación de una imagen aplicando composiciones de tinta de chorro de tinta blanca a una superficie del sustrato, fijando con luz UV para formar un sustrato recubierto con una baja rugosidad superficial, aplicando una composición de tinta de chorro de tinta CMYK y exponiendo la composición de tinta de chorro de tinta blanca fijada y la composición de tinta de chorro de tinta CMYK simultáneamente a radiación de haces de electrones tal como se define en las reivindicaciones. Estos y otros objetos, que resultarán evidentes durante la siguiente descripción detallada, se han logrado mediante el descubrimiento por parte de los inventores de que la siguiente composición de tinta de chorro de tinta blanca que emplea un agente antiarrugas curable por radiación puede fijarse con luz UV para proporcionar un sustrato recubierto con una baja rugosidad superficial que permite la producción de impresiones de alta calidad con rápidas velocidades de impresión y bajos costes de energía.

Descripción detallada de la invención

En la siguiente descripción, se entiende que pueden utilizarse otras realizaciones y pueden realizarse cambios estructurales y operacionales sin alejarse del alcance de las presentes realizaciones divulgadas en el presente documento.

El término “curable” describe, por ejemplo, una composición de tinta con la capacidad de polimerizarse, endurecerse y/o reticularse en respuesta a un estímulo de curado adecuado, tal como radiación actínica (por ejemplo, energía ultravioleta (UV), energía infrarroja (IR), por ejemplo a partir de un diodo emisor de luz (LED)), energía de haces 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 recubrimiento. La película de tinta curable se cura mediante el endurecimiento, la polimerización y/o la reticulación de 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) o menos frecuentemente luz visible), una fuente de calor en presencia o ausencia de iniciadores térmicos de alta temperatura y una fuente de partículas aceleradas (por ejemplo, radiación de haces 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 tanto parcial como completamente curadas. Cuando la composición de tinta de chorro de tinta curable por radiación 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. “Fijar” es un término de la técnica que describe curar suficientemente una composición de tinta para llevar las gotitas de tinta a un estado de mayor viscosidad e inmovilizar la tinta sobre la superficie subyacente, pero sin curar completamente la composición de tinta. Por tanto, la fijación da como resultado un “curado parcial” mediante el cual menos del 50 % en peso, o menos del 40 % en peso, o menos del 30 % en peso, o menos del 20 % en peso, o menos del 10 % en peso, o menos del 5 % en peso de los grupos funcionales curables presentes en la composición de tinta se polimerizan y/o reticulan, por ejemplo desde el 1 hasta el 30 % en peso. Tal como se usa en el presente documento, el término “curado completo” se refiere a una composición de tinta curable por radiación en la que al menos el 50 % en peso, preferiblemente al menos el 60 % en peso, preferiblemente al menos el 70 % en peso, preferiblemente al menos el 80 % en peso, más preferiblemente al menos el 90 % en peso, incluso más preferiblemente al menos el 95 % en peso, aún incluso más preferiblemente al menos el 99 % en peso de los grupos funcionales curables presentes en la composición de partida experimentan conversión (es decir, se polimerizan y/o reticulan). El grado de curado descrito anteriormente puede cuantificarse midiendo el porcentaje de grupos etilénicamente insaturados que han reaccionado usando espectroscopía de infrarrojos con 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 tales 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 entre sí para formar oligómeros o polímeros. Un “oligómero”, tal como se usa en el presente documento, es un compuesto polimérico que contiene unidades estructurales relativamente poco repetidas (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, compuesta por muchas unidades estructurales repetidas (es decir, 5 o más unidades de repetición). Los compuestos alcoxilados etilénicamente insaturados se excluyen de la definición de oligómero o polímero y en el presente documento se consideran como monómeros a menos que se indique lo contrario. Por ejemplo, el diacrilato de neopentilglicol propoxilado se considera como un monómero.

Tal como se usa en el presente documento, “monoetilénicamente insaturado” se refiere a componentes (es decir, monómeros u oligómeros) de las tintas 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.

Tal como se usa en el presente documento, la expresión “tintas de chorro de tinta curables por radiación” se refiere colectivamente a las composiciones de tinta de chorro de tinta blanca curables por radiación (también denominadas recubrimientos de “imprimación”) y a las composiciones de tinta de chorro de tinta CMYK curables por radiación y, por tanto, puede aplicarse la siguiente descripción a las composiciones de tinta de chorro de tinta blanca curables por radiación, a las composiciones de tinta de chorro de tinta CMYK curables por radiación, o a ambas. Por ejemplo, cuando se indica que las “tintas de chorro de tinta curables por radiación” pueden incluir un monómero monoetilénicamente insaturado, esto quiere decir que el monómero monoetilénicamente insaturado puede estar incluido en cualquiera, o en ambas, de las composiciones de tinta de chorro de tinta blanca curables por radiación o las composiciones de tinta de chorro de tinta CMYK curables por radiación, a menos que se indique específicamente lo contrario.

Cuando se hace referencia a tintas 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 de menos de aproximadamente el 1 % en peso, preferiblemente menos de aproximadamente el 0,5 % en peso, más preferiblemente menos de aproximadamente el 0,1 % en peso, incluso más preferiblemente menos de aproximadamente el 0,05% en peso, aún incluso más preferiblemente el 0 % en peso, con respecto al peso total de la 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 evento(s) descrito(s) posteriormente puede(n) producirse o no, o que el/los componente(s) descrito(s) posteriormente puede(n) estar presente(s) o no (por ejemplo, el 0 % en peso).

Tintas de chorro de tinta curables por radiación

El método divulgado en el presente documento produce imágenes de alta calidad sobre una variedad de sustratos utilizando una composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación que forma una superficie receptiva a la impresión, es decir, una superficie que tiene una rugosidad superficial adecuada, para recibir una composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación. Estas tintas de chorro de tinta curables por radiación comprenden materiales curables por radiación que presentan una estabilidad física, una estabilidad química y una baja volatilidad adecuadas tanto a las temperaturas ambientales como a las temperaturas de funcionamiento del cabezal de impresión, y después del curado proporcionan propiedades ventajosas de adherencia y brillo, resistencia al frotamiento y al rayado y bajas tendencias de migración.

Los siguientes componentes pueden incluirse en las tintas de chorro de tinta curables por radiación: un oligómero monoetilénicamente insaturado, un monómero monoetilénicamente insaturado, un componente polietilénicamente insaturado, un agente antiarrugas curable por radiación, un éster acrilato de un ácido carboxílico, un agente antiformación de costra, un colorante, un tensioactivo, así como un aditivo (por ejemplo, un estabilizador, un promotor de adherencia y/o un marcador de seguridad).

Oligómero monoetilénicamente insaturado

Los oligómeros monoetilénicamente insaturados generalmente proporcionan curado rápido, películas curadas resistentes pero flexibles, alargamiento elevado y resistencia química. 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 alifáticos (por ejemplo, CN152, CN130), oligómeros de monoacrilato aromáticos (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 presentar una funcionalidad hidroxilo, por ejemplo CN3100 y CN3105. Todos los oligómeros divulgados anteriormente están disponibles de Sartomer Co. Inc. (Exton, Pa). Preferiblemente, cuando está presente, el oligómero monoetilénicamente insaturado es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en CN3100, CN3105 y CN131, lo más preferiblemente CN3100.

El oligómero monoetilénicamente insaturado puede estar presente opcionalmente en las tintas de chorro de tinta curables 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, y hasta aproximadamente el 25 % en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 20 % en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 18 % en peso, más preferiblemente hasta aproximadamente el 16% en peso, o en un intervalo del 12 al 20% en peso, preferiblemente del 13 al 18%en peso, más preferiblemente del 14 al 16%en peso, basada en el peso total de la 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 al menos aproximadamente 300 g/mol, más preferiblemente 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 es normalmente de desde aproximadamente 0,05 Pas (50 cP), preferiblemente desde aproximadamente 0,07 (70 cP), más preferiblemente desde aproximadamente 0,09 (90 cP), y hasta aproximadamente 1,2 Pa s (1.200 cP), preferiblemente hasta aproximadamente 1,1 Pa s (1.100 cP) y más preferiblemente hasta aproximadamente 1,0 Pa s (1.000 cP) a 25 °C, aunque son posibles viscosidades fuera de este intervalo y los oligómeros monoetilénicamente insaturados todavía pueden funcionar según lo previsto.

Monómero monoetilénicamente insaturado

Los monómeros monoetilénicamente insaturados pueden aumentar la longitud de cadena de los oligómeros o incrementar de otro modo el peso molecular, sin reticulación excesiva, lo que contribuye a un bajo módulo, un alargamiento elevado, flexibilidad, propiedades de dureza deseables, resistencia térmica, una baja contracción, una resistencia al agua mejorada, resiliencia y resistencia a los impactos de las composiciones de tinta curadas.

El monómero monoetilénicamente insaturado puede ser un monómero de éster acrilato que tiene una funcionalidad hidroxilo, un monómero de éster acrilato alifático o aromático y/o un monómero de vinil éter.

Los monómeros de éster acrilato que tienen una funcionalidad hidroxilo adecuados incluyen monoacrilatos con funcionalidad hidroxilo, o sus mono(met)acrilatos de alcoholes alquílicos de cadena lineal, de cadena ramificada o cíclicos, incluyendo alcoholes de poliéter. Cuyos ejemplos incluyen, pero no se limitan a, acrilatos de hidroxialquilo y (met)acrilatos de hidroxialquilo 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 acrilato de hidroxietilo, (met)acrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxipropilo, (met)acrilato de hidroxipropilo, acrilato de hidroxibutilo, (met)acrilato de hidroxibutilo, acrilato de 2-hidroxi-3-feniloxipropilo, (met)acrilato de 2-hidroxi-3-feniloxipropilo, monoacrilato de 1,4-butanodiol, mono(met)acrilato de 1,4-butanodiol, acrilato de 4-hidroxiciclohexilo, (met)acrilato de 4-hidroxiciclohexilo, 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 éster acrilato alifáticos o aromáticos para su uso en tintas 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, de cadena ramificada o cíclicos, tales como alcoholes que tienen 1-20 átomos de carbono, preferiblemente 4 16 átomos de carbono, incluyendo alcoholes de poliéter de los mismos, así como acrilatos o (met)acrilatos de alcoholes aromáticos, bicíclicos o heterocíclicos, que contienen opcionalmente un grupo de unión alifático entre el acrilato y el grupo aromático, biciclo o heterociclo. Los monómeros monoetilénicamente insaturados alifáticos a modo de ejemplo incluyen, pero no se limitan a, acrilato de 3,3,5-trimetilciclohexilo (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 metil éter de dietilenglicol (por ejemplo, CD545), monómero de monoacrilato de metoxipolietilenglicol (550) (CD553), acrilato de tetrahidrofurfurilo alcoxilado (por ejemplo, CD611), metacrilato de nonilfenol (4) etoxilado (por ejemplo, CD612), acrilato de nonilfenol etoxilado (por ejemplo, CD613), metacrilato de etil éter de trietilenglicol (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-(2-etoxietoxi)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 (4) etoxilado (por ejemplo, SR504), acrilato de isobornilo (por ejemplo, SR506A), acrilato de trimetilolpropanoformal 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 divulgados 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-tercbutilciclohexilo, acrilato de isobornilo, acrilato de 3,3,5-trimetilciclohexilo y acrilato de 2-fenoxiletilo, lo más preferiblemente acrilato de 3,3,5-trimetilciclohexilo (por ejemplo, SR420). Otros monómeros híbridos incluyen monómeros de (met)acrilato de oxetano tales como acrilato de oxetano OXE-10 y metacrilato de oxetano OXE-30 fabricados por Osaka Organic Chemicals Co., Ltd.

Los monómeros de vinil éter pueden incluir un vinil éter monofuncional alifático, aromático, alcoxílico, ariloxílico y un 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, 4-hidroximetilciclohexilmetil vinil éter (Novachem), dodecil vinil éter y octadecil vinil éter.

El monómero monoetilénicamente insaturado puede estar presente en las tintas de chorro de tinta curables por radiación en una cantidad de al menos aproximadamente el 20 % en peso, preferiblemente al menos aproximadamente el 24 % en peso, preferiblemente al menos aproximadamente el 26 % en peso, preferiblemente al menos aproximadamente el 28 % en peso, más preferiblemente al menos aproximadamente el 30 % en peso, incluso más preferiblemente al menos aproximadamente el 32 % en peso, y hasta aproximadamente el 50 % en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 48 % en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 46 % en peso, más preferiblemente hasta aproximadamente el 44 % en peso, incluso más preferiblemente hasta aproximadamente el 42 % en peso, aún incluso más preferiblemente hasta aproximadamente el 40 % en peso, aún incluso más preferiblemente hasta aproximadamente el 38 % en peso, aún incluso más preferiblemente hasta aproximadamente el 36 % en peso, aún incluso más preferiblemente hasta aproximadamente el 34 % en peso, o en un intervalo del 24 al 38 % en peso, preferiblemente del 26 al 36 % en peso, más preferiblemente del 28 al 34 % en peso, basada en el peso total de la tinta de chorro de tinta curable por radiación.

La viscosidad del monómero monoetilénicamente insaturado es normalmente de desde aproximadamente 0,002 Pas (2 cP), preferiblemente desde aproximadamente 0,003 Pas (3 cP), más preferiblemente desde aproximadamente 0,005 Pa s (5 cP), y hasta aproximadamente 0,3 Pa s (300 cP), preferiblemente hasta aproximadamente 0,2 Pa s (200 cP), preferiblemente hasta aproximadamente 0,15 Pa s (150 cP), preferiblemente hasta aproximadamente 0,145 Pa s (145 cP) y más preferiblemente hasta aproximadamente 0,14 Pa s (140 cP) a 25 °C, aunque son posibles viscosidades fuera de este intervalo y los monómeros monoetilénicamente insaturados todavía pueden funcionar según lo previsto.

Componente polietilénicamente insaturado

En algunas realizaciones, las tintas de chorro de tinta curables por radiación incluyen además un componente polietilénicamente insaturado, 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 tintas de chorro de tinta curables por radiación incluyen, por ejemplo, acrilatos, (met)acrilatos o vinil éteres de alcoholes alquílicos de cadena lineal, de cadena ramificada, hiperramificados o cíclicos, incluyendo aquellos que son acrilatos, (met)acrilatos o vinil éteres de alcoholes a base de silicona, poliéster o glicol. Cuando está presente, el componente polietilénicamente insaturado es independiente y distinto del agente antiarrugas, que se describirá a continuación en el presente documento, a pesar de que el agente antiarrugas curable por radiación cumple la definición de un componente polietilénicamente insaturado.

En algunas realizaciones, las tintas de chorro de tinta curables por radiación están sustancialmente libres de componentes polietilénicamente insaturados. Sin embargo, cuando están presentes, la cantidad de componente polietilénicamente insaturado presente en las tintas de chorro de tinta curables por radiación es normalmente de al menos aproximadamente el 10% en peso, preferiblemente al menos aproximadamente el 15% en peso, preferiblemente al menos aproximadamente el 20 % en peso, preferiblemente al menos aproximadamente el 21 % en peso, más preferiblemente al menos aproximadamente el 22 % en peso, incluso más preferiblemente al menos aproximadamente el 23 % en peso, y hasta aproximadamente el 40 % en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 35 % en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 30 % en peso, más preferiblemente hasta aproximadamente el 29 % en peso, incluso más preferiblemente hasta aproximadamente el 28 % en peso, aún incluso más preferiblemente hasta aproximadamente el 27 % en peso, aún incluso más preferiblemente hasta aproximadamente el 26 % en peso, aún incluso más preferiblemente hasta aproximadamente el 25 % en peso, o en un intervalo del 21 al 27 % en peso, preferiblemente del 22 al 26 % en peso, más preferiblemente del 23 al 25 % en peso, basada en el peso total de la tinta de chorro de tinta curable por radiación.

El componente polietilénicamente insaturado puede ser un monómero polietilénicamente insaturado, un oligómero polietilénicamente insaturado, o una mezcla de los mismos.

Los monómeros polietilénicamente insaturados adecuados incluyen acrilatos, (met)acrilatos y/o vinil éteres de alcoholes alquílicos de cadena lineal, de cadena ramificada, hiperramificados o cíclicos que tienen 10 o más átomos de carbono, preferiblemente 11 o más átomos de carbono, preferiblemente 12 o más átomos de carbono. El número de átomos de carbono mencionado en este caso es con respecto al componente de alcohol a partir del cual se basa el componente polietilénicamente insaturado, es decir, el recuento de carbonos no incluye los átomos de carbono derivados de los grupos funcionales curables por radiación. Los monómeros polietilénicamente insaturados son normalmente líquidos a una temperatura de 25 °C, y pueden proporcionar propiedades de viscosidad ventajosas. Los monómeros polietilénicamente insaturados a modo de ejemplo que pueden emplearse en el presente documento incluyen acrilatos de alcoholes propoxilados tales como diacrilato de neopentilglicol (2) propoxilado (PONPGDA, SR9003B, Sartomer Co. Inc.), acrilatos de alcoholes etoxilados tales como triacrilato de trimetilolpropano (6) etoxilado (por ejemplo, SR499, Sartomer Co. Inc.), éster de ácido bis[4-(eteniloxi)butil]hexanodioico (VECTOMER 4060), éster bis[4-(eteniloxibutílico] de ácido 1,3-bencenodicarboxílico (VECTOMER 4010), monómeros de vinil éter trifuncionales (por ejemplo, trimelitato de tris(4-viniloxibutilo), VECTOMER 5015), todos ellos disponibles de Vertellus Performance Materials, Greensboro, NC. Preferiblemente, cuando están presentes, como monómero polietilénicamente insaturado se usan acrilatos de alcoholes propoxilados tales como diacrilato de neopentilglicol (2) propoxilado (SR9003B, Sartomer Co. Inc.).

Opcionalmente pueden usarse oligómeros polietilénicamente insaturados en las tintas de chorro de tinta curables por radiación para ofrecer tenacidad, flexibilidad, resistencia a la abrasión, durabilidad exterior, resistencia al amarilleamiento 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 aproximadamente 5.000 g/mol, aún incluso más preferiblemente hasta aproximadamente 1.200 g/mol. Los oligómeros polietilénicamente insaturados a modo de ejemplo que pueden emplearse en el presente documento incluyen oligómeros de diacrilato (por ejemplo, CN132, CN991, CN962, CN964 y CN966, Sartomer Co. Inc.), oligómeros de tetraacrilato (por ejemplo, CN549, Sartomer Co. Inc.), hexaacrilatos de silicona (por ejemplo, EBECRYL 1360, Allnex, Bélgica), acrilatos de uretano (por ejemplo, EBECRYL 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 es una amina modificada, disponible de Allnex, Bélgica), mezclas de acrilato de poliéster/acrilato de poliéter (por ejemplo, BDE1025, Dymax Corp.), oligómeros a base de uretano de poliéster (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 polifuncionales (por ejemplo, VECTOM<e>R 1312, Sigma Aldrich), diacrilatos de silicona (por ejemplo, CN9800, disponible de Sartomer Co. Inc., y EBECRYL 350, disponible de Allnex, Bélgica). Lo más preferiblemente, cuando se emplea en el presente documento, el oligómero polietilénicamente insaturado es un oligómero a base de uretano de poliéster (por ejemplo, CN966J75). Estos oligómeros polietilénicamente insaturados pueden usarse individualmente o en combinación de dos o más.

En realizaciones preferidas, el componente polietilénicamente insaturado es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en diacrilato de neopentilglicol (2) propoxilado (por ejemplo, SR9003B), triacrilato de trimetilolpropano (6) etoxilado (por ejemplo, SR499), EBECR<y>L 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 y el oligómero polietilénicamente insaturado. En estas circunstancias, la razón en peso del monómero polietilénicamente insaturado con respecto al oligómero polietilénicamente insaturado es normalmente de al menos 2:1, preferiblemente al menos 3:1, preferiblemente al menos 4:1, más preferiblemente al menos 5:1, incluso más preferiblemente 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. Sin embargo, son posibles razones en peso fuera de este intervalo y el componente polietilénicamente insaturado todavía puede proporcionar tintas de chorro de tinta curables por radiación adecuadas.

Agente antiarrugas curable por radiación

La composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación, y opcionalmente la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación, incluye un agente antiarrugas curable por radiación. El agente antiarrugas curable por radiación se usa preferiblemente en el recubrimiento de imprimación para impedir la formación de arrugas o distorsión de la tinta durante cualquier procedimiento de fijación/curado posterior, minimizando de ese modo la rugosidad superficial tal como se comentará a continuación en el presente documento. Además, dado que el propio agente antiarrugas es curable por radiación, puede incorporarse en la red de componentes de tinta polimeriza/reticulada para suprimir la aparición de migración.

El agente antiarrugas curable por radiación es un monómero polietilénicamente insaturado de un polialcohol que tiene de 3 a 9 átomos de carbono, preferiblemente de 4 a 8 átomos de carbono, preferiblemente de 5 a 7 átomos de carbono. El número de átomos de carbono mencionado en este caso es con respecto al resto de polialcohol a partir del cual se basa el agente antiarrugas, es decir, el recuento de carbonos no incluye los átomos de carbono derivados de los grupos funcionales curables por radiación. El agente antiarrugas curable por radiación puede estar basado en un polialcohol que tiene 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ó 9 grupos hidroxilo en el que al menos 2, preferiblemente al menos 3, preferiblemente al menos 4, de los grupos hidroxilo están funcionalizados con un grupo curable por radiación (por ejemplo, acrilato, metacrilato, acrilamida, metacrilamida, vinilo, alilo, etc., así como mezclas de los mismos), incluyendo agentes antiarrugas curables por radiación en los que todos los alcoholes del polialcohol están funcionalizados con grupos curables por radiación o en los que el polialcohol no está totalmente funcionalizado con grupos curables por radiación. En realizaciones preferidas, la razón del número de grupos hidroxilo con respecto a los átomos de carbono del polialcohol oscila desde 2:5 hasta 1:1, preferiblemente desde 1:2 hasta 4:5. En algunas realizaciones, se emplea una mezcla en la que el polialcohol está funcionalizado con un número diferente de grupos curables por radiación, por ejemplo una mezcla de ésteres triacrilato y tetraacrilato del polialcohol.

En algunas realizaciones, el agente antiarrugas curable por radiación está basado en glicerol, neopentilglicol, pentaeritritol y/o trimetilolpropano, así como derivados de los mismos. En realizaciones preferidas, el agente antiarrugas curable por radiación está basado en pentaeritritol que tiene la siguiente estructura genérica:

Por ejemplo, el agente antiarrugas curable por radiación puede ser un monómero polietilénicamente insaturado de pentaeritritol, en el que dos, tres o cuatro de los grupos hidroxilo del pentaeritritol están funcionalizados con un grupo curable por radiación (por ejemplo, acrilato, metacrilato, acrilamida, metacrilamida, vinilo, alilo, etc.). En realizaciones preferidas, el agente antiarrugas curable por radiación es un monómero de poliacrilato de pentaeritritol, en el que dos, tres o cuatro de los grupos hidroxilo del pentaeritritol están funcionalizados con grupos funcionales acrilato, incluyendo mezclas de los mismos, más preferiblemente, un monómero de triacrilato de pentaeritritol, un monómero de tetraacrilato de pentaeritritol, o una mezcla de los mismos. En las realizaciones más preferidas, el agente antiarrugas curable por radiación es una mezcla de un monómero de triacrilato de pentaeritritol y un monómero de tetraacrilato de pentaeritritol. Puede emplearse cualquier razón en peso adecuada de monómero de triacrilato de pentaeritritol y monómero de tetraacrilato de pentaeritritol en la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación (y opcionalmente en la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación) siempre que se produzca un nivel apropiado de rugosidad superficial después de la fijación/curado. Se requiere una película lisa para una calidad de impresión nítida después de la aplicación de la tinta posterior. La rugosidad es inversamente indicativa de la lisura de la superficie de la película de tinta. Normalmente, la razón en peso del monómero de triacrilato de pentaeritritol con respecto al monómero de tetraacrilato de pentaeritritol es de desde aproximadamente 1:5, preferiblemente desde aproximadamente 1:4, más preferiblemente desde aproximadamente 1:3, incluso más preferiblemente desde aproximadamente 1:2, y hasta aproximadamente 5:1, preferiblemente hasta aproximadamente 4:1, más preferiblemente hasta aproximadamente 3:1, incluso más preferiblemente hasta aproximadamente 2:1 o aproximadamente 1:1. El agente antiarrugas curable por radiación usado en el presente documento puede ser PETIA, disponible de Allnex, Bélgica, que es una mezcla de monómero de triacrilato de pentaeritritol y monómero de tetraacrilato de pentaeritritol (en la razón en peso de aproximadamente 1:1).

El agente antiarrugas curable por radiación puede ser un monómero dietilénicamente insaturado de un polialquilenglicol que tiene no más de 9 átomos de carbono, preferiblemente no más de 8 átomos de carbono, preferiblemente no más de 7 átomos de carbono, preferiblemente no más de 6 átomos de carbono. En realizaciones preferidas, el agente antiarrugas curable por radiación está basado en dietilenglicol, trietilenglicol, tetraetilenglicol, dipropilenglicol, tripropilenglicol, un etilen-propilenglicol (donde el número total de átomos de carbono no suma más de 9), y mezclas de los mismos. Los monómeros dietilénicamente insaturados a modo de ejemplo de polialquilenglicoles incluyen, pero no se limitan a, di(met)acrilato de dietilenglicol, di(met)acrilato de trietilenglicol, di(met)acrilato de tetraetilenglicol, di(met)acrilato de dipropilenglicol, di(met)acrilato de tripropilenglicol y di(met)acrilato de etilen-propilenglicol (donde el número total de átomos de carbono del etilen-propilenglicol no suma más de 9).

El agente antiarrugas curable por radiación puede ser un monómero polietilénicamente insaturado de un polialcohol etoxilado/propoxilado que tiene no más de 9 átomos de carbono, preferiblemente no más de 8 átomos de carbono, preferiblemente no más de 7 átomos de carbono, preferiblemente no más de 6 átomos de carbono. En realizaciones preferidas, el agente antiarrugas curable por radiación está basado en glicerol etoxilado (n = de 1 a 3), neopentilglicol etoxilado (n = de 1a 2), pentaeritritol etoxilado (n = de 1 a 2), trimetilolpropano etoxilado (n = 1), glicerol propoxilado (m = de 1 a 2), neopentilglicol propoxilado (m = 1), pentaeritritol propoxilado (m = 1 ) y/o trimetilolpropano propoxilado (m = 1), donde n y m representan el número de moles de óxido de etileno y óxido de propileno, respectivamente, por mol del polialcohol. Los monómeros polietilénicamente insaturados a modo de ejemplo de polialcoholes etoxilados/propoxilados incluyen, pero no se limitan a, tri(met)acrilato de trimetilolpropano etoxilado (n = 1), tri(met)acrilato de trimetilolpropano propoxilado (m = 1), tri(met)acrilato de glicerol etoxilado (n = de 1 a 3), tri(met)acrilato de glicerol propoxilado (m = de 1 a 2), tri(met)acrilato de pentaeritritol etoxilado (n = de 1 a 2), tetra(met)acrilato de pentaeritritol etoxilado (n = de 1 a 2), tri(met)acrilato de pentaeritritol propoxilado (m = 1) y tetra(met)acrilato de pentaeritritol propoxilado (m = 1).

Otros agentes antiarrugas curables por radiación a modo de ejemplo incluyen, pero no se limitan a, di(met)acrilato de 1,3-butanodiol, di(met)acrilato de 1,4-butanodiol, di(met)acrilato de 1,6-hexanodiol, di(met)acrilato de 1,9-nonanodiol, di(met)acrilato de neopentilglicol, 2-hidroxi-1,3-metacriloxipropano, divinil éter de trietilenglicol (por ejemplo, Rapi-cure DVE 3), divinil éter de ciclohexanodimetanol, divinil éter de dietilenglicol, divinil éter de hexanodiol, divinil éter de butanodiol (todos ellos disponibles de Sigma-Aldrich), así como monómeros híbridos que contienen una funcionalidad tanto acrilato como vinil éter, por ejemplo (met)acrilato de 2-(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 agentes antiarrugas curables por radiación anteriores puede usarse individualmente o en combinación de dos o más.

El agente antiarrugas curable por radiación está presente en la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación (y opcionalmente en la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación) en una cantidad de al menos aproximadamente el 15 % en peso, preferiblemente al menos aproximadamente el 18 % en peso, más preferiblemente al menos aproximadamente el 20 % en peso, incluso más preferiblemente al menos aproximadamente el 22 % en peso, incluso más preferiblemente al menos aproximadamente el 24 % en peso, aún incluso más preferiblemente al menos aproximadamente el 26 % en peso, y hasta aproximadamente el 40 % en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 36 % en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 34 % en peso, más preferiblemente hasta aproximadamente el 32 % en peso, incluso más preferiblemente hasta aproximadamente el 30 % en peso, o en un intervalo del 5 al 40 % en peso, preferiblemente del 10 al 40 % en peso, más preferiblemente del 15 al 40 % en peso, incluso más preferiblemente del 18 al 36 % en peso, aún incluso más preferiblemente del 20 al 34 % en peso, basada en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación (o la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación cuando se incluye en la misma).

Si bien pueden variarse estas cantidades, con el fin de fijar la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación, normalmente se utiliza al menos el 15% en peso del agente antiarrugas curable por radiación, proporcionando cantidades más bajas una fijación insuficiente. Además, a pesar de que al menos el 5 % en peso del agente antiarrugas curable por radiación es capaz de producir al menos cierto grado de lisura superficial después de la fijación, se ha hallado que se producen los resultados de rugosidad superficial más ventajosos al emplear al menos el 15 % en peso, preferiblemente al menos aproximadamente el 20 % en peso, más preferiblemente al menos aproximadamente el 22 % en peso, incluso más preferiblemente al menos aproximadamente el 24 % en peso, del agente antiarrugas curable por radiación en el recubrimiento de imprimación, proporcionando cantidades más bajas una lisura superficial insuficiente (es decir, una alta rugosidad superficial) después de la fijación/curado. Aunque el agente antiarrugas curable por radiación puede satisfacer la definición de un componente polietilénicamente insaturado (en particular, un monómero polietilénicamente insaturado), en el presente documento se considera que éstos son componentes independientes y distintos porque, inesperadamente, los compuestos polietilénicamente insaturados divulgados en el presente documento no pueden proporcionar ningún efecto antiarrugas o no pueden proporcionar un efecto antiarrugas en el mismo grado que el agente antiarrugas curable por radiación (por ejemplo, poliacrilato de pentaeritritol), a pesar de tener posiblemente el mismo número o un número similar de grupos funcionales curables por radiación y propensión a la reticulación.

Éster acrilato de un éster de ácido carboxílico

En algunas realizaciones, las tintas de chorro de tinta curables por radiación incluyen además un éster acrilato de un éster de ácido carboxílico, que son compuestos de la fórmula general (I)

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 primario, secundario o terciario saturado, lineal o ramificado, e incluye específicamente 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 que puede estar adicionalmente condensado 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 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 alquilo ciclados que tienen 3-12 átomos de carbono (es decir, grupos cicloalifáticos C3, C4, C5, C7, C8, C9, C10, C11 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 que tienen sustituyentes alquilo, tales 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 un monómero monoetilénicamente insaturado, cuando está presente, se considera que el éster acrilato de un éster de ácido carboxílico es un componente independiente y distinto empleado en las tintas de chorro de tinta curables por radiación de la presente divulgación.

El resto de “éster de ácido carboxílico” en la fórmula (I) está representado por la fórmula general (II)

Los ejemplos representativos de ácidos a partir de los cuales puede derivar 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-cáprico, ácido a-butil-a-etil-cáprico, 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-metilenántico, ácido a-metil-a-propil-valérico, ácido a-etil-a-metil-caprílico, ácido a-butil-a-metil-caprílico, ácido a-etil-apropil-caproico, ácido a-etil-a-propil-valérico, ácido a-butil-a-etil-pelargónico, ácido a,a-dimetil-propiónico (ácido piválico), ácido neodecanoico, que incluye uno o mezclas de ácido 2,2,3,5-tetrametilhexanoico, ácido 2,4-dimetil-2-isopropilpentanoico, ácido 2,5-dimetil-2-etilhexanoico, ácido 2,2-dimetiloctanoico y ácido 2,2-dietilhexanoico, y combinaciones así como cualquier subconjunto de los mismos. Los ejemplos preferidos de ésteres acrilato de ésteres de ácido carboxílico incluyen, pero no se limitan a, ésteres acrilato de ésteres glicidílicos de ácido neodecanoico o éster acrilato de éster glicidílico de 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 tintas de chorro de tinta curables por radiación están sustancialmente libres del éster acrilato de un éster de ácido carboxílico de fórmula (I). Sin embargo, cuando está presente, el éster acrilato de un éster de ácido carboxílico de fórmula (I) puede proporcionar diversas propiedades ventajosas a las tintas 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 puede proporcionar hidrofobia y un peso molecular aumentado, lo que generalmente mejora la supresión de la migración de la composición de tinta curada a partir de diversos sustratos. El éster acrilato de un éster de ácido carboxílico de fórmula (I) puede estar presente opcionalmente en las tintas de chorro de tinta curables por radiación en una cantidad de 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 7 % en peso, aún 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, basada en el peso total de la tinta de chorro de tinta curable por radiación.

La viscosidad del éster acrilato de un éster de ácido carboxílico es normalmente menor de aproximadamente 0,3 Pas (300 cP), preferiblemente menor de aproximadamente 0,25 Pas (250 cP), preferiblemente menor de aproximadamente 0,2 Pa s (200 cP), preferiblemente de hasta aproximadamente 0,l5 Pa s (150 cP) a 25 °C, aunque son posibles viscosidades fuera de este intervalo y el éster acrilato de un componente de éster de ácido carboxílico todavía pueden funcionar según lo previsto.

Agentes antiformación de costra

En la impresión por chorro de tinta, los disparos repetidos de elementos resistores, que están diseñados para soportar millones de disparos durante la vida útil del cartucho de impresión, dan como resultado el ensuciamiento de los elementos resistores con residuo y la degradación del rendimiento. Esta acumulación de residuo se conoce como formación de costra. Por tanto, el término “formación de costra” se refiere a la acumulación de residuo, o costra, sobre una superficie del elemento resistor en el aplicador de chorro de tinta. Por tanto, los “agentes antiformación de costra” ayudan a reducir el fenómeno de formación de costra y el fenómeno de obstrucción que pueden ocurrir los canales internos de tinta, en las cámaras de disparo o en las boquillas dentro del equipo de chorro de tinta. Aunque no siempre está presente en las tintas divulgadas en el presente documento, en algunas realizaciones, las tintas de chorro de tinta curables por radiación pueden incluir un agente antiformación de costra. En general, el agente antiformación de costra 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 tintas de chorro de tinta curables por radiación.

El agente antiformación de costra puede ser un fosfato o un éster fosfato, por ejemplo, ésteres fosfato de un alcohol graso o un alcohol graso alcoxilado (incluyendo monoésteres y/o diésteres), incluyendo sales de los mismos. Cuyos ejemplos incluyen éster fosfato de monooleílo etoxilado, oleil éter-3-fosfato, oleil éter-10-fosfato, oleil éter-5-fosfato, fosfato de dioleílo, un éster fosfato de etoxilato de nonilfenol, éster fosfato de etoxilato de nonilfenol, un éster fosfato alifático, un nonilfenoxipolietoxietanol fosfatado, éster fosfato de etilhexanol etoxilado (2EH-2EO), ppg-5-cetil éter-10-fosfato, monofosfato de alquilo C<9>-C<15>, decil éter-4 fosfato, así como mezclas de los mismos. El agente antiformación de costra también puede ser un ácido organofosfónico o una sal del mismo, por ejemplo, ácido hidroxietilendi(fosfónico) (HEDP), ácido aminotri(metilenfosfónico) (ATMP), ácido etilendiaminotetra(metilenfosfónico) (EDTMP), ácido hexametilendiaminotetra(metilenfosfónico) (HDTMP), ácido dietilentriaminopenta(metilenfosfónico) (DTPMP), y similares, así como mezclas de los mismos. En realizaciones preferidas, el agente antiformación de costra es ácido etilendiaminotetra(metilenfosfónico) (EDTMP).

Colorantes

En algunas realizaciones, las tintas 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. Toda la divulgación expuesta en el presente documento referente a las tintas de chorro de tinta curables por radiación, distinta de las descripciones de colorantes, es igualmente aplicable a tales composiciones de recubrimiento incoloras.

Las tintas de chorro de tinta curables por radiación pueden contener un colorante que puede comprender pigmento, tinte o una combinación de pigmentos y/o tintes para proporcionar el color deseado. Por ejemplo, en algunas realizaciones, la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación incluye un pigmento blanco para producir un color blanco, mientras que la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación incluye un colorante CMYK para proporcionar tintas coloreadas que tienen un color cian, magenta, amarillo y/o clave (negro) (“CMYK”). Debe apreciarse fácilmente que existen diversos tonos de blanco, incluyendo, por ejemplo, pero sin limitarse a, blanco puro, cáscara de huevo, crema, marfil, y similares, y el color blanco asociado con la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación en el presente documento no se limita a un tono particular de blanco. Del mismo modo, si bien “CMYK” se refiere preferiblemente a cian, magenta, amarillo y clave (negro), los expertos habituales en la técnica apreciarán fácilmente que puede incluirse cualquier colorante distinto de blanco en las tintas de chorro de tinta CMYK curables por radiación para proporcionar tintas coloreadas que pueden usarse para formar una imagen deseada y, por tanto, las tintas de chorro de tinta CMYK curables por radiación no se limitan únicamente a cian, magenta, amarillo y clave (negro). Por ejemplo, un colorante CMYK usado en las tintas de chorro de tinta CMYK curables por radiación en el presente documento puede producir cualquier color distinto de blanco, incluyendo, pero sin limitarse a, cian, magenta, amarillo, negro, naranja, rojo, azul, verde, cian claro, magenta claro, amarillo claro, violeta negruzco claro, y similares, incluyendo tanto colores planos como colores de proceso. Los colorantes pueden usarse en combinación con materiales colorantes de tintas convencionales tales como tintes Solvent, tintes Disperse, tintes Direct y Acid modificados, tintes básicos, tintes de azufre, tintes de tina y similares del índice de colores (C.I.).

En general, el colorantes puede emplearse en cantidades de hasta aproximadamente el 45%en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 40 % en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 36 % en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 32 % en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 30 % en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 28 % en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 24 % en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 22 % en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 20 % en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 15 % en peso, preferiblemente hasta aproximadamente el 10 % en peso, con respecto al peso total de las tintas de chorro de tinta curables por radiación. Por ejemplo, pueden emplearse pigmentos blancos en las composiciones de tinta de chorro de tinta blanca curables por radiación en cantidades del 1 al 30 % en peso con respecto al peso total de las composiciones de tinta de chorro de tinta blanca curables por radiación y pueden emplearse colorantes CMYK en las composiciones de tinta de chorro de tinta CMYK curables por radiación en cantidades del 0,1 al 10 % en peso con respecto al peso total de las composiciones de tinta de chorro de tinta CMYK curables por radiación.

Los ejemplos de tintes adecuados que pueden incluirse en las composiciones de tinta de chorro de tinta CMYK curables por radiación 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 (BASF); Savinyl Black RLSN (Clariant); Pyrazol BlackbG (Clariant); Morfast Black 101 (Keystone); Orasol Blue GN (BASF); Savinyl Blue GLS (Clariant); Luxol Fast Blue MBSN (ACROS); Sevron Blue 5GMF (Classic Dyestuffs);

Basacid Blue 750 (BASF), Neozapon BlackX51 (BASF), Classic Solvent Black 7 (Classic Dyestuffs), Sudan Blue 670 (61554 del C.I.) (BASF), Sudan Yellow 146 (12700 del C.I.) (BASF), Sudan Red 462 (26050 del C.I.) (BASF), Disperse Yellow 238 del C.I., Neptune Red Base NB543 (BASF, Solvent Red 49 del C.I.), Neopen BluefF-4012 de BASF, Lampronol Black BR de ICI (Solvent Black 35 del C.I.), Morton Morplas Magenta 36 (Solvent Red 172 del C.I.), colorantes de ftalocianina de metal tales como los divulgados en la patente estadounidense n.° 6.221.137, y similares. También pueden usarse tintes poliméricos, tales como los divulgados en, por ejemplo, la patente estadounidense n.° 5.621.022 y la patente estadounidense n.° 5.231.135, y disponibles comercialmente de, por ejemplo, Milliken & Company como Milliken Ink Yellow 869, Milliken Ink Blue 92, Milliken Ink Red 357, Milliken Ink Yellow 1800, Milliken Ink Black 8915-67, uncut Reactant Orange X-38, uncut Reactant Blue X-17, Solvent Yellow 162, Acid Red 52, Solvent Blue 44 y uncut Reactant Violet X-80.

También son adecuados los colorantes divulgados en la patente estadounidense n.° 6.472.523, la patente estadounidense n.° 6.726.755, la patente estadounidense n.° 6.476.219, la patente estadounidense n.° 6.576.747, la patente estadounidense n.° 6.713.614, la patente estadounidense n.° 6.663.703, la patente estadounidense n.° 6.755.902, la patente estadounidense n.° 6.590.082, la patente estadounidense n.° 6.696.552, la patente estadounidense n.°6.576.748, la patente estadounidense n.°6.646.111, la patente estadounidense n.°6.673.139, la patente estadounidense n.° 6.958.406, la patente estadounidense n.° 6.821.327, la patente estadounidense n.° 7.053.227, la patente estadounidense n.° 7.381.831 y la patente estadounidense n.° 7.427.323.

Cuando el colorante es un pigmento, los pigmentos tienen generalmente un tamaño que pueden inyectarse desde un cabezal de impresión sin obstruir sustancialmente las boquillas de impresión, los capilares u otros componentes del equipo de impresión. El tamaño del pigmento también puede tener un efecto sobre la viscosidad final de la tinta.

El tamaño de partícula promedio del pigmento es generalmente de al menos aproximadamente 50 nm, y menor de aproximadamente 750 nm, preferiblemente menor de aproximadamente 500 nm y más preferiblemente menor de aproximadamente 350 nm. Por ejemplo, los pigmentos pueden tener un D<50>menor de o igual a 350 nm. Pueden usarse métodos de difracción láser para medir el tamaño de partícula promedio. Alternativamente puede usarse microscopía electrónica de barrido.

Los pigmentos adecuados para la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación incluyen, pero no se limitan a, aquellos que tienen las siguientes clasificaciones del índice de colores: 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 carbono; sulfuro de zinc, y similares. Los ejemplos de pigmentos adecuados incluyen PALIOGEN Violet 5100 (disponible comercialmente de BASF); PALiOgEnViolet 5890 (disponible comercialmente de BASF);

HELIOGEN Green L8730 (disponible comercialmente de BASF); Irgalite Scarlet D3700 (disponible comercialmente de BASF); SUNFAST 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); LITHOL Fast Scarlet L4300 (disponible comercialmente de BASF); SUNBRITE Yellow 17 (disponible comercialmente de Sun Chemical); HELIOGEN Blue L6900, L7020 (disponibles 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 (disponibles comercialmente de BASF); SUNFAST Magenta 122 (disponible comercialmente de Sun Chemical); HELIOGEN Blue D6840, D7080 (disponibles 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 (disponibles comercialmente de BASF); PALIOGEN Blue 6470 (disponible comercialmente de BASF); MONASTRAL BLUE FGX, GBX, GLX, a 6Y, Sudan Orange G (disponibles comercialmente de Aldrich), Sudan Orange 220 (disponible comercialmente de BASF); PALIOGEN Orange 3040 (BASF); PALIOGEN Yellow 152, 1560 (disponibles 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 (disponibles 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 carbono 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, Massachusetts, 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 ellos disponibles de Mitsubishi, Tokio, Japón, RAVEN 2500 ULTRA de Birla Carbon - Columbian, y similares, así como mezclas de los mismos.

Los pigmentos blancos adecuados para su uso en las composiciones de tinta de chorro de tinta blanca curables por radiación incluyen pigmento blanco 1 (carbonato de hidróxido de plomo), pigmento blanco 3 (sulfato de plomo), pigmento blanco 4 (óxido de zinc), pigmento blanco 5 (litopón), pigmento blanco 6 (dióxido de titanio), pigmento blanco 7 (sulfuro de zinc), pigmento blanco 10 (carbonato de bario), pigmento blanco 11 (trióxido de antimonio), pigmento blanco 12 (óxido de zirconio), pigmento blanco 14 (oxicloruro de bismuto), pigmento blanco 17 (subnitrato de bismuto), pigmento blanco 18 (carbonato de calcio), pigmento blanco 19 (caolín), pigmento blanco 21 (sulfato de bario), pigmento blanco 24 (hidróxido de aluminio), pigmento blanco 25 (sulfato de calcio), pigmento blanco 27 (dióxido de silicio), pigmento blanco 28 (metasilicato de calcio) y pigmento blanco 32 (cemento de fosfato de zinc). En el caso de pigmentos de óxido de titanio, pueden usarse polvos de titania nanoestructura de Nanophase Technologies Corporation, Burr Ridge, Illinois, o con los nombres comerciales KRONOS 1171 de Kronos Titan, Cranbury, N.J., incluyendo todas las formas cristalinas tales como la fase de anatasa, la fase de rutilo y la fase de brookita. También puede usarse titania tratada en su superficie o recubierta en su superficie, por ejemplo titania recubierta con sílice, alúmina, alúmina-sílice, ácido bórico y zircona. Este tipo de óxido de titanio recubierto está disponible comercialmente de E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Del., con el nombre comercial TR52, R700, R706, R796, R900, R902 y R960. Preferiblemente, el pigmento blanco empleado en la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación tiene un índice de refracción mayor de 1,6, preferiblemente mayor de 2,0, más preferiblemente mayor de 2,5, incluso más preferiblemente mayor de 2,6. En realizaciones preferidas, la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación incluye XU516, que es una dispersión de pigmento blanco en diacrilato de propoxilato de neopentilglicol (1 PO/OH), disponible de Kao Collins.

Tensioactivos

Un tensioactivo puede usarse generalmente para disminuir la tensión superficial de las tintas de chorro de tinta curables por radiación para ayudar en la humectación y la nivelación de la superficie del sustrato, si es necesario, antes del curado. Si bien el uso de tensioactivos puede ayudar a proporcionar una fluidez de la tinta ventajosa y ayudar a nivelar la superficie del sustrato, el uso de tensioactivos solos no produce el efecto de lisura superficial deseado (es decir, baja rugosidad superficial) en ausencia del agente antiarrugas curable por radiación.

El tensioactivo puede seleccionarse por sus propiedades tanto hidrófobas como hidrófilas. En algunas realizaciones, el tensioactivos puede ser miscible con el material curable por radiación (es decir, miscible con acrilato o metacrilato). Los tensioactivos adecuados para su uso en las tintas de chorro de tinta curables por radiación incluyen, pero no se limitan a, polisiloxanos, poliacrilatos, copolímeros poliacrílicos, polímeros que contienen flúor, y similares. Estos tensioactivos pueden incluir 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 forman 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 de 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. Preferiblemente, el tensioactivo es Byk-361N, que es un tensioactivo a base de poliacrilato.

La inclusión de un tensioactivo es opcional, pero cuando se incluye, se usa en una cantidad de desde aproximadamente el 0,001 % en peso, más preferiblemente desde aproximadamente el 0,005 % en peso, incluso más preferiblemente desde el 0,1 % en peso, aún incluso más preferiblemente desde aproximadamente el 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, basada en el peso total de la tinta de chorro de tinta curable por radiación.

Aditivos

En algunas realizaciones, las tintas de chorro de tinta curables por radiación también contienen al menos un aditivo seleccionado del grupo que consiste en un estabilizador, un promotor de adherencia y un marcador de seguridad. Estabilizador

Las tintas de chorro de tinta curables por radiación de la presente divulgación 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 Ba Sf ), Omnistab LS292 (disponible de IGM Resins, Shanghai, China), 4-metoxifenol, HQ (hidroquinona), MeHQ (metilhidroquinona) y BHT (hidroxitolueno butilado) disponibles comercialmente de Sigma-Aldrich Corp. También pueden incluirse otros tipos de estabilizadores, tales como materiales absorbentes de luz ultravioleta (“UVA”) y estabilizadores frente a la luz de amina impedida (“HALS”) en las tintas de chorro de tinta curables por radiación para proporcionar estabilidad fotolítica a la tinta, mejorar la resistencia al intemperismo de las composiciones de tinta curadas y proporcionar retención de color durante 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. También pueden usarse materiales de combinación que tienen tanto UVA como HALS en las tintas de chorro de tinta curables por radiación, tales como Tinuvin 5055, Tinuvin 5050, Tinuvin 5060, Tinuvin 5151, y similares. Todos los productos Tinuvin están disponibles comercialmente de BASF.

Opcionalmente pueden usarse estabilizadores térmicos tales como fenoles impedidos, incluyendo fenoles que contienen azufre y/o bis-fenoles impedidos, como aditivo en las tintas de chorro de tinta curables por radiación. Los estabilizadores térmicos a modo de ejemplo incluyen, pero no se limitan a, Irganox 1035 (bis(3,5-di-terc-butil)-4-hidroxihidrocinamato de tiodietileno) e Irganox 1076, que están disponibles comercialmente de BASF.

Los estabilizadores pueden estar presentes en las tintas de chorro de tinta curables por radiación en una cantidad de aproximadamente el 0 a aproximadamente el 10 % en peso, preferiblemente desde aproximadamente el 0,001 % en peso, preferiblemente desde aproximadamente el 0,01 % en peso, más preferiblemente desde aproximadamente el 0,1 % en peso, y hasta aproximadamente el 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, aún incluso más preferiblemente hasta aproximadamente el 0,3 % en peso, basada en el peso total de la tinta de chorro de tinta curable por radiación. Promotor de adherencia

La 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 amina. Los promotores de adherencia modificados con amina a modo de ejemplo incluyen oligómero de acrilato de poliéter modificado con amina (por ejemplo, Laromer PO 94 F (BASF Corp.), acrilato de poliéster modificado con amina (por ejemplo, EBECRYL 80, EBECRYL 81, disponibles de Allnex, Bélgica) y acrilato epoxídico modificado con amina. El promotor de adherencia puede ser un poliuretano, por ejemplo los poliuretanos comercializados por Henry Company con 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 desde aproximadamente el 0,05 % en peso, preferiblemente desde aproximadamente el 1 % en peso, más preferiblemente desde 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, basada en el peso de la tinta de chorro de tinta curable por radiación.

Marcador de seguridad

Para impedir la falsificación o fotocopias no autorizadas, las tintas 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 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, con respecto al peso total de las tintas de chorro de tinta curables por radiación. Si bien la cantidad del marcador de seguridad están generalmente dentro de este intervalo, la cantidad de marcador de seguridad puede variarse fuera de estos intervalos en función 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 mediante una lectura de máquina, entonces pueden usarse cargas más bajas. Los marcadores de seguridad tienen preferiblemente un tamaño de partícula de menos de 5 |im, preferiblemente menos de 1 |im, preferiblemente menos de 0,9 |im, preferiblemente menos de 0,8 |im, preferiblemente menos de 0,7 |im, preferiblemente menos de 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 incluyen: punto cuántico fusionado con sulfuro de tierras raras (RE) puras, y sus homólogos encapsulados en vidrio; punto cuántico con sulfuro codopado con itrio de RE puras, y sus homólogos encapsulados en vidrio; nanomaterial compuesto de óxido de RE encapsulado en vidrio; nanomaterial compuesto de fluoruro de RE encapsulado en vidrio; nanomaterial compuesto de cloruro de RE encapsulado en vidrio; punto cuántico fusionado con hidroxicarbonato codopado con itrio de RE; cerámica itria dopada con holmio; ortofosfatos de RE encapsulados en vidrio, incluyendo ortofosfato de holmio (HoPO<4>) y ortofosfato de neodimio (NdPO<4>) (también denominados “fosfato de holmio” y “fosfato de neodimio”); ortofosfatos de RE puras, incluyendo fosfato de holmio (HoPO<4>) y ortofosfato de neodimio (NdPO<4>) (también denominados “fosfato de holmio” y “fosfato de neodimio”) tal como se describe en el documento US2008/0274028 A1. Otros marcadores de seguridad útiles incluyen benzotiazoles, quelatos iónicos de tierras raras tales como trifluoroacetato de Eu trihidratado, benzoxazinas y bencimidazoles, tal como se describe en el documento US2005/0031838 A1.

En realizaciones preferidas, la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación está sustancialmente libre de un fotoiniciador, más preferiblemente está completamente libre de un fotoiniciador (por ejemplo, el 0 % en peso). En otras realizaciones preferidas, la composición de tinta de chorro de tinta CMYK 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 tintas de chorro de tinta curables por radiación. El fotoiniciador puede ser un fotoiniciador catiónico, por ejemplo en aplicaciones que implican la impresión sobre sustratos donde la adherencia es difícil, por ejemplo sustratos de vidrio. El fotoiniciador también puede ser fotoiniciador de radicales libres. Cuando está presente, las tintas de chorro de tinta curables por radiación pueden 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 fotoiniciadores catiónicos adecuados que pueden incluirse opcionalmente en las tintas de chorro de tinta curables por radiación incluyen sales de onio, por ejemplo, sales de triarilsulfonio o sales de diarilyodonio, tales como UVI-6974, UVI-6976, UVI-6990 y UVI 6992 (disponibles de The 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 realizaciones en las que está presente un fotoiniciador catiónico, las tintas de chorro de tinta curables por radiación también pueden incluir opcionalmente componentes de alcohol polifuncional tales como alcohol hexafuncional BOLTORN H 2004 (disponible de Perstorp Specialty Chemicals, Toledo, Ohio) para proporcionar flexibilidad y reactividad mejoradas, resistencia química, comportamiento reológico y transferencia de tinta a altas velocidades.

Además, puede usarse opcionalmente un fotosensibilizador, por ejemplo, para aumentar la eficiencia de curado mediante el fotoiniciador catiónico. 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 (isopropiltioxantona) y Genocure DETX (2,4-dietiltioxantona), ambos disponibles de Rahn U.S.A. Cuando está presente, la 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 tintas de chorro de tinta curables por radiación incluyen 2-bencil-2-(dimetilamino)-4'-morfolinobutirofenona, 2-hidroxi-2-metilpropiofenona, trimetilbenzofenona, metilbenzofenona, 1-hidroxiciclohexilfenil cetona, 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-trimetilpentilfosfina, 5,7-diyodo-3-butoxi-6-fluorono, 2,4,6-trimetilbenzoilfenilfosfinato de etilo, éster 2-[2-oxo-2-fenilacetoxi-etoxi]-etílico de ácido oxifenilacético y éster 2-[2-hidroxi-etoxi]-etílico de ácido oxifenilacético, 1 -fenil-2-hidroxi-2-metilpropanona, 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 los anteriores. Los fotoiniciadores disponibles comercialmente adecuados 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 tintas de chorro de tinta curables por radiación 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 de más de aproximadamente 10.000 g/mol.

En algunas realizaciones, las tintas de chorro de tinta curables por radiación son sustancialmente no acuosas, lo que significa que no se añade agua a las tintas de chorro de tinta curables por radiación distinta de las cantidades incidentales de humedad derivadas de las condiciones ambientales. En tales realizaciones, las tintas 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, basado en el peso total de la tinta de chorro de tinta curable por radiación.

En algunas realizaciones, las tintas de chorro de tinta curables por radiación están sustancialmente libres de disolventes orgánicos, que pueden incluir, pero no se limitan a: alcoholes, por ejemplo alcoholes que contienen de 1 a 4 átomos de carbono, tales como metanol, etanol, butanol, propanol e isopropanol; éteres de glicol 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-isopropil éter de dietilenglicol, mono-n-butil éter de etilenglicol, mono-t-butil éter de etilenglicol, mono-n-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 distintos de glicol), por ejemplo éteres que contienen de 4 a 8 átomos de carbono tales como dietil éter, dipropil éter, metil terc-butil 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 y acetato de n-butilo; amidas tales como formamida y acetamida; sulfóxidos, por ejemplo dimetilsulfóxido; y mezclas de dos o más de los mismos.

Las proporciones de los componentes descritos anteriormente pueden controlarse para obtener propiedades deseables, específicamente composiciones de tinta adecuadas para su uso en los métodos descritos en el presente documento para mejorar las características superficiales de los sustratos, formando de ese modo imágenes nítidas, claras y de alta calidad sobre esos sustratos, al tiempo que aumentan las velocidades de impresión y se reducen los costes de energía asociados con las aplicaciones de recubrimiento de imprimación en línea.

En algunas realizaciones, la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación incluye un agente antiarrugas curable por radiación, un monómero monoetilénicamente insaturado, un componente polietilénicamente insaturado, un tensioactivo y un pigmento blanco, y opcionalmente al menos un aditivo. En realizaciones preferidas, la razón en peso del monómero monoetilénicamente insaturado con respecto al componente polietilénicamente insaturado es de al menos aproximadamente 1:1, preferiblemente al menos aproximadamente 1,1:1, más preferiblemente al menos aproximadamente 1,2:1, incluso más preferiblemente al menos aproximadamente 1,3:1, y hasta aproximadamente 3:1, preferiblemente hasta aproximadamente 2:1, preferiblemente hasta aproximadamente 1,8:1, preferiblemente hasta aproximadamente 1,6:1, más preferiblemente hasta aproximadamente 1,5:1, incluso más preferiblemente hasta aproximadamente 1,4:1. Preferiblemente, la tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación incluye del 15 al 25 % en peso de un agente antiarrugas curable por radiación (por ejemplo, PETIA), del 20 al 30 % en peso de un componente polietilénicamente insaturado, que es un monómero polietilénicamente insaturado tal como un monómero de acrilato de un alcohol propoxilado (por ejemplo, SR9003B), del 25 al 35 % en peso de un monómero monoetilénicamente insaturado, que es un acrilato de un alcohol alquílico cíclico (por ejemplo, SR420), del 0,5 al 3%en peso de un tensioactivo, que es un tensioactivo a base de poliacrilato (por ejemplo, Byk-361N) y el 26-32% en peso de un colorante, por ejemplo una dispersión de pigmento blanco (por ejemplo, XU516), cada uno con respecto al peso total de la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación.

Una vez que se ha aplicado un recubrimiento de imprimación para formar una superficie receptiva a la impresión con una rugosidad superficial deseada, posteriormente puede aplicarse cualquier composición de tinta sin limitación. Es decir, el recubrimiento de imprimación proporciona una superficie receptiva a la impresión que permite que posteriormente se apliquen una amplia variedad de tintas. A modo de ejemplo, cuando se aplica una composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación, formando un sustrato recubierto con rugosidad superficial aceptable, entonces puede aplicarse una amplia gama de composiciones de tinta CMYK curables por radiación diferentes. A pesar de que en el presente documento se menciona el orden de tinta de chorro de tinta blanca seguido de tinta de chorro de tinta CMYK, cabe señalar que el orden de aplicación de color (o recubrimiento transparente) puede invertirse o modificarse, siempre que el recubrimiento de imprimación contenga el agente antiarrugas curable por radiación capaz de formar una superficie lisa receptiva a la impresión. Por ejemplo, el método puede incluir aplicar una composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación que comprende el agente antiarrugas curable por radiación, formando de ese modo un recubrimiento de imprimación coloreado con rugosidad superficial aceptable después de fijarse, y que es capaz de recibir cualquier tinta posterior (por ejemplo, tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación).

Las realizaciones de las tintas 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 uno o más del oligómero monoetilénicamente insaturado, el monómero monoetilénicamente insaturado, el componente polietilénicamente insaturado, el agente antiarrugas curable por radiación, el éster acrilato de un ácido carboxílico, el agente antiformación de costra, el colorante y el tensioactivo en cualquier orden y agitando a una temperatura de entre 20 y 100 °C hasta que se forme una disolución homogénea. También puede incluirse cualquier aditivo deseado (por ejemplo, un estabilizador, un promotor de adherencia, un marcador de seguridad) en esta mezcla, o alternativamente mezclarse en la disolución homogénea con agitación, sacudida y/u homogeneización opcionales. Luego pueden filtrarse las tintas de chorro de tinta curables por radiación formadas, opcionalmente a una temperatura elevada, para retirar partículas extrañas.

Propiedades

Las tintas de chorro de tinta curables por radiación divulgadas en el presente documento tienen viscosidad y tensión superficial aceptables en estado líquido y, después del curado, producen composiciones de tinta curadas con baja rugosidad superficial que permite la producción de impresiones claras de alta calidad con buena adherencia, resistencia al frotamiento y al rayado, brillo y baja migración.

Tal como se usa en el presente documento, el término “viscosidad” se refiere a una viscosidad compleja, que es la medición típica proporcionada por un reómetro mecánico que es capaz de someter una muestra a una tensión por cizalladura constante o una pequeña deformación sinusoidal de amplitud pequeña. En este tipo de instrumento, la tensión por cizalladura se aplica mediante un motor y la deformación (par de torsión) de la muestra se mide mediante el transductor. Ejemplos de tales instrumentos son el reómetro de fluidos Rheometrics RFS3, el reómetro ARES, ambos fabricados por Rheometrics, una división de TA Instruments, o un reómetro Haake Roto Visco 1, un viscosímetro Brookfield DV-E fabricado por AMETEK y una unidad de control de temperatura TCP/P-Peltier. Los resultados se proporcionan en Pascal segundo y centipoise (cP). En algunas realizaciones, las tintas de chorro de tinta curables por radiación muestran una baja viscosidad deseable en forma líquida, es decir, tienen una viscosidad a 25 °C de menos de 0,05 Pas (50 cP), más preferiblemente menos de 0,03 Pas (30 cP), incluso más preferiblemente menos de aproximadamente 0,02 Pa s (20 cP), aún incluso más preferiblemente menos de aproximadamente 0,01 Pa s (10 cP), aún incluso más preferiblemente menos de aproximadamente 0,005 Pa s (5 cP), aún incluso más preferiblemente menos de aproximadamente 0,004 Pa s (4 cP), aún incluso más preferiblemente menos de aproximadamente 0,003 Pa s (3 cP), aún incluso más preferiblemente menos de aproximadamente 0,002 Pa s (2 cP), aún incluso más preferiblemente menos de aproximadamente 0,001 Pa s (1 cP), por ejemplo una viscosidad de desde aproximadamente 0,001 hasta aproximadamente 0,005 Pa s (de 1 a aproximadamente 5 cP), preferiblemente desde aproximadamente 0,002 hasta aproximadamente 0,004 Pa s (de 2 a aproximadamente 4 cP).

En algunas realizaciones, las tintas de chorro de tinta curables por radiación tienen una tensión superficial de al menos aproximadamente 20 mN/m, más preferiblemente 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 inyección 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. “Rugosidad superficial”, tal como se usa en el presente documento, es una medición de una microestructura superficial que describe la irregularidad de la altura de superficie a lo largo de una longitud de medición predefinida (lm). La rugosidad superficial se mide mediante un analizador de rugosidad que incluye un estilete, tal como el analizador de rugosidad portátil PCE-RT-11 fabricado por PCE Americas Inc., que está disponible comercialmente de PCE Americas Inc., Jupiter/Palm Beach, Florida. Las mediciones de la subestructura superficial (es decir, picos y valles de la superficie) se realizan según los parámetros R<z>, R<t>y R<a>. R<z>es la profundidad de rugosidad promedio y se mide como la media de las distancias desde el pico más alto hasta el valle más bajo a partir de cinco longitudes de muestra sucesivas (lo) donde lo es lm/5. R<t>es la profundidad de rugosidad máxima y es la mayor distancia perpendicular entre el pico más alto y el valle más bajo dentro de la longitud de medición lm. R<a>, o rugosidad promedio, es la media aritmética de los valores absolutos de las alturas de pico y las profundidades de valle dentro de la longitud de medición (lm). La longitud de medición (lm) puede preseleccionarse, pero normalmente es menor de aproximadamente 6 mm, preferiblemente menor de aproximadamente 4 mm.

Para someter a prueba la rugosidad superficial, el estilete se pasa mecánicamente a lo largo de la longitud de medición de la superficie de prueba para proporcionar lecturas de R<z>, R<t>y R<a>. Para proporcionar una evaluación precisa de la rugosidad superficial a lo largo de todo el área de interés (es decir, la superficie de sustrato que recibirá la composición de tinta de chorro de tinta blanca o la superficie de sustrato recubierto que recibirá la composición de tinta de chorro de tinta CMYK), la medición de rugosidad superficial se toma al menos 5 veces, preferiblemente al menos 8 veces, más preferiblemente al menos 10 veces, en diversas ubicaciones a lo largo del área de interés y se promedian los parámetros R<z>, R<t>y R<a>adquiridos. Para garantizar un muestreo de rugosidad superficial apropiado, el área de interés se divide en subsecciones aproximadamente iguales correspondientes al número de mediciones tomadas, y se obtiene una medición de rugosidad superficial a partir de cada subsección, por ejemplo, el área de interés se divide en 10 subsecciones, se obtienen los parámetros de rugosidad superficial R<z>, R<t>y R<a>a partir de cada una de las 10 subsecciones y se promedian.

Se logra una rugosidad superficial adecuadamente baja (es decir, una superficie con lisura adecuada) cuando la media aritmética del valor de rugosidad superficial R<a>es menor de o igual a 2,0 micrómetros y la media aritmética de la profundidad de rugosidad superficial R<z>es menor de o igual a 10,0 micrómetros. La composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación divulgada en el presente documento produce, después de la fijación, un sustrato recubierto que cumple estos requisitos y, por tanto, los métodos descritos en el presente documento son capaces de formar imágenes nítidas, claras y de alta calidad con rápidas velocidades de impresión y bajos costes de energía.

Las tintas de chorro de tinta curables por radiación de la presente divulgación proporcionan una resistencia al frotamiento adecuada después de curarse. Las tintas que muestran resistencia al frotamiento muestran una procesabilidad mejorada, en las que el sustrato impreso puede someterse a procesamiento adicional sin ningún efecto perjudicial sobre la tinta impresa. La resistencia al frotamiento puede analizarse, por ejemplo, con un analizador de frotamiento de tipo Gakushin fabricado por Daiei Kagaku, basándose en la norma JIS L-0849 de referencia. El ensayo implica normalmente colocar una tela blanca de referencia sobre los cabezales de frotamiento del analizador de frotamiento. Los cabezales de frotamiento ejercen presión durante un número de ciclos sobre la tinta curada debido a su peso. En función de la resistencia al frotamiento de la tinta, el color de la tinta se transferirá a la tela de referencia en menor o mayor grado. La resistencia al frotamiento se cuantifica midiendo la diferencia de color AE después del frotamiento sobre la tela de referencia mediante un espectrofotómetro, tal como el dispositivo X-Rite Ci64. Las presentes tintas de chorro de tinta curables por radiación tienen un valor de AE de menos de 3,0, que generalmente se considera como aceptable, preferiblemente un valor de AE de menos de 2,0 e incluso más preferiblemente un valor de AE de menos de 1,0.

La adherencia puede medirse mediante un ensayo de cinta adhesiva de trama cruzada según la norma ASTM D3359 y cuantificarse en una escala de 0-5. Las tintas de chorro de tinta curables por radiación proporcionan propiedades de adherencia ventajosas sobre una variedad de sustratos, con índices de rendimiento de adherencia de 3 a 5, preferiblemente de 4 a 5.

Las propiedades de resistencia al rayado de las tintas de chorro de tinta curables por radiación, después de curarse, pueden analizarse mediante ensayos de dureza de lápiz, por ejemplo con la norma ASTM 3363-92a, y clasificarse en una escala de más blando a más duro: 6B, 5B, 4B, 3B, 2B, B, HB, F, H, 2H, 3H, 4H, 5H, 6H, 7H, 8H, 9H. En algunas realizaciones, las tintas de chorro de tinta curables por radiación proporcionan índices de resistencia al rayado adecuados de al menos dureza “B”, preferiblemente al menos “HB”, más preferiblemente al menos “F”, incluso más preferiblemente al menos “H”, aún incluso más preferiblemente al menos “2H”.

Las tintas que van a usarse en el embalaje de alimentos no deben contaminar los alimentos ni impartir ningún olor no natural. En este contexto, la contaminación puede ser el resultado de la migración de componentes de una tinta al producto alimenticio u otro material envasado o a partir de olores no deseables impartidos al material envasado por la tinta. La migración de los componentes de tinta a los productos alimenticios o productos farmacéuticos puede suponer un riesgo para la salud y, en consecuencia, debe mantenerse al mínimo. Existen varias pautas y regulaciones sobre el embalaje de alimentos que proporcionan listas de componentes de tinta aceptables así como estipulaciones sobre niveles aceptables de migración (por ejemplo, la Asociación Europea de Tintas de Impresión (EuPIA) y las pautas de BPF asociadas EuPIA Inventory List 2012, Ordenanza Suiza sobre Materiales y Artículos en Contacto con Alimentos, SR 817,023,21, Nestle Guidance Notes, FDA Title 21 CFR o FCN - Food Contact Notification). Los límites de migración específica (SML) de las tintas para embalaje de productos de consumo están normalmente por debajo de 50 ppb y, algunas veces, se requieren niveles de migración por debajo de 10 ppb.

Los niveles de migración de las tintas de chorro de tinta curables por radiación divulgadas en el presente documento pueden determinarse usando normas de ensayos de migración conocidas por los expertos habituales en la técnica. Brevemente, tales análisis pueden implicar apilar varias láminas de muestras impresas, o alternativamente cortar una muestra impresa del lado de rebobinado de un sustrato en una banda en forma de rollo como probeta de ensayo, y acondicionar la probeta de ensayo en una celda de extracción (que generalmente oscila desde 30 minutos hasta 10 días) llena con un simulador alimentario (por ejemplo, agua, heptano, isooctano, aceite vegetal, etanol o disoluciones de ácido acético, etc.) según las regulaciones de la FDA “Condiciones de Uso” tal como se define en el Título 21Código de Regulaciones Federales(C.F.R.) Sección 176.170(c)-(d), 1 de abril de 2000, que especifican las condiciones de ensayo (por ejemplo, temperatura y duración) para las que la probeta de ensayo se almacena en la celda de extracción en función del uso previsto de un producto envasado particular. Después del acondicionamiento, opcionalmente puede extraerse cualquier componente de tinta de la probeta de ensayo con un disolvente de extracción (por ejemplo, cloroformo, cloruro de metileno). Luego pueden cuantificarse los niveles de migración de los componentes de tinta con diversas técnicas analíticas, tales como mediante pesaje, 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 producto envasado particular. Por ejemplo, si el embalaje está destinado a su uso para almacenamiento en condiciones congeladas (sin tratamiento térmico en el recipiente), la migración se mide mediante las condiciones de uso “G” según la tabla 2 del Título 21Código de Regulaciones Federales(C.F.R.) Sección 176.170(c) y Sección 176.170(d). Si el embalaje tiene múltiples usos previstos, el embalaje satisface el nivel de migración para el ensayo apropiado para al menos uno de los usos previstos.

En algunas realizaciones, las tintas de chorro de tinta curables por radiación divulgadas en el presente documento muestran 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, aún incluso más preferiblemente menos de 1 ppb, después de curarse sobre un artículo. En algunas realizaciones, las tintas de chorro de tinta curables por radiación, después de curarse, no muestran migración y/o los componentes de tinta no pueden detectarse por encima del límite de detección de la técnica analítica empleada.

Un medidor de brillo proporciona un modo cuantificable para medir la intensidad de brillo garantizando consistencia de medición al definir las condiciones de iluminación y observación precisas. La configuración tanto de la fuente de iluminación como de los ángulos de recepción de observación permite la medición a lo largo de un pequeño intervalo del ángulo de reflexión general. Los resultados de medición de un medidor de brillo están relacionados con la cantidad de luz reflejada desde un patrón de vidrio negro con un índice de refracción definido. La razón de luz reflejada con respecto a luz incidente para la muestra, en comparación con la razón para el patrón de brillo, se registra como unidades de brillo (GU). El ángulo de medición se refiere al ángulo entre la luz incidente y la perpendicular. Se especifican tres ángulos de medición (20°, 60° y 85°) para cubrir la mayor parte de las aplicaciones de recubrimientos industriales. El ángulo se selecciona basándose en el intervalo de brillo anticipado, siendo brillo alto un valor a 60° de > 70 GU, siendo brillo medio un valor a 60° de 10 a 70 GU y siendo brillo bajo un valor a 60° de < 10 GU. Para la mayoría de las probetas de ensayo, el brillo se mide a un ángulo de 60° (reflexión especular) usando un reflectómetro de velo-brillo BYK-Gardner (BYK-Gardner Geretsiried, Alemania) según la norma ASTM D523 para recubrimientos, plásticos y materiales relacionados y la norma TAPPI T480 para sustratos de papel. En realizaciones preferidas, las composiciones de tinta de chorro de tinta blanca curables por radiación, después del curado, tienen un índice de brillo de medio a bajo, es decir, menos de 25, preferiblemente menos de 20, más preferiblemente menos de 15, incluso más preferiblemente menos de 10, aún incluso más preferiblemente menos de 5 GU. En otras realizaciones preferidas, las composiciones de tinta de chorro de tinta CMYK curables por radiación, después del curado, tienen un índice de brillo de medio a alto, es decir, al menos 50, preferiblemente al menos 60, más preferiblemente al menos 70, incluso más preferiblemente al menos 75 y hasta 90, preferiblemente hasta 80 GU.

La claridad de imagen aceptable o la calidad de imagen general pueden determinarse a través de simple inspección visual de las imágenes formadas o mediante el uso de software de claridad de imágenes conocido por los expertos habituales en la técnica, por ejemplo, el software Personal Image Analysis System (PIAS).

Método de formación de una imagen

La presente divulgación proporciona un método de formación de una imagen aplicando la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación, en una o más de sus realizaciones, sobre una superficie del sustrato, fijando la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación con luz UV para formar un sustrato recubierto con una superficie lisa, aplicando una composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación, en una o más de sus realizaciones, sobre el sustrato recubierto, y exponiendo la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación fijada y la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación a radiación de haces de electrones.

También son posibles diversas modificaciones del método descrito anteriormente, y la siguiente descripción es igualmente aplicable a tales variaciones o modificaciones. Por ejemplo, si bien el método implica preferiblemente el orden descrito anteriormente, debe entenderse fácilmente que el método también puede implicar el orden inverso de aplicación de las tintas sobre el sustrato. Es decir, el método puede implicar aplicar la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación que comprende el agente antiarrugas curable por radiación sobre una superficie del sustrato, fijar la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación con luz UV para formar un sustrato recubierto con una superficie lisa, aplicar una composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación, en una o más de sus realizaciones, sobre el sustrato recubierto, y exponer la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación fijada y la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación a radiación de haces de electrones. En otro ejemplo, puede usarse una composición de recubrimiento incolora en lugar de, o además de, la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación o la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación. Por tanto, el método puede implicar cualquier orden de CMYK, blanca, transparente, color plano, etc., siempre que la tinta que actúa como recubrimiento de imprimación en contacto directo con el sustrato contenga un contenido adecuado del agente antiarrugas curable por radiación y sea capaz de formar una superficie receptiva a la impresión después de la fijación.

Sustrato

El sustrato puede ser una parte tridimensional así como láminas o bandas planas que se suministran en forma de rollo, y puede formar artículos impresos adecuados para artes gráficas, textiles, embalaje, lotería, formularios comerciales e industrias editoriales, cuyos ejemplos incluyen una etiqueta o un rótulo, un boleto de lotería, una publicación, un embalaje (por ejemplo, un embalaje flexible), una caja de cartón plegable, un recipiente rígido (por ejemplo, un vaso o tubo de plástico, recipientes de vidrio, latas, frascos, jarras y tubos metálicos), un expositor de punto de venta, y similares.

Debido a la capacidad de la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación para formar de manera consistente una superficie lisa receptiva a la impresión, pueden usarse sustratos tanto porosos como no porosos en los métodos divulgados. Los ejemplos de sustratos porosos incluyen, pero no se limitan a, papel, madera, membranas y materiales textiles (incluyendo, por ejemplo, pero sin limitarse a, material textil tejido, material textil no tejido y material textil tejido laminado). Los sustratos no porosos pueden incluir diversos plásticos, vidrio, metales y/o papeles estucados, tales como piezas de plástico moldeadas, así como láminas planas o rollos de películas de plástico. Los ejemplos incluyen aquellas que contienen poli(tereftalato de etileno) (PET), poliestireno biaxialmente orientado (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. En realizaciones preferidas, el sustrato es un sustrato de plástico. Los métodos divulgados en el presente documento pueden usarse para imprimir embalaje (por ejemplo, embalaje flexible), preferiblemente embalaje alimentos/productos (por ejemplo, embalaje primario, secundario o terciario de alimentos) que pueden contener productos alimenticios, productos no alimenticios, productos farmacéuticos y/o artículos de higiene personal, lo cual es posible por la baja migración (menos de 10 ppb) de la composición de tinta curada en el artículo/producto envasado.

El sustrato puede tener una superficie plana, una superficie estructurada (por ejemplo, una superficie granulada con una alta rugosidad superficial) y una superficie tridimensional, tal como superficies curvas y/o complejas. En algunas realizaciones, el sustrato, o el área de interés del sustrato (es decir, la porción del sustrato que recibirá la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación) tiene una alta rugosidad superficial con una media aritmética del valor de rugosidad superficial Ra mayor de 2,0 micrómetros, o mayor de 4,0 micrómetros, o mayor de 8,0 micrómetros, y de hasta 40,0 micrómetros, o hasta 30,0 micrómetros, o hasta 20,0 micrómetros, y una media aritmética de la profundidad de rugosidad superficial Rz mayor de 10,0 micrómetros, o mayor de 15,0 micrómetros, o mayor de 20,0 micrómetros, y de hasta 50,0 micrómetros, o hasta 40,0 micrómetros, o hasta 35,0 micrómetros. La aplicación de la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación y la posterior fijación reduce ventajosamente la rugosidad superficial del sustrato hasta un nivel aceptable para la recepción de la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación, permitiendo de ese modo impresiones de alta calidad.

Alternativamente, cuando se emplea un sustrato que tiene una superficie relativamente lisa, es decir, una media aritmética del valor de rugosidad superficial Ra menor de o igual a 2,0 micrómetros y una media aritmética de la profundidad de rugosidad superficial Rz menor de o igual a 10,0 micrómetros, la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación mantiene los parámetros de baja rugosidad superficial después de la fijación, y puede mejorar el contraste y la adherencia entre las tintas de chorro de tinta curables por radiación aplicadas.

Aplicación de tintas de chorro de tinta curables por radiación

Puede usarse cualquier cabezal de impresión conocido por los expertos habituales en la técnica de impresión por chorro de tinta como unidades de impresión en el presente método, incluyendo cabezales de impresión continuos, cabezales de impresión térmicos, cabezales de impresión piezoeléctricos y cabezales de impresión acústicos. El tipo de cabezal de impresión usado para aplicar la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación y la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación puede ser diferente o puede ser el mismo Preferiblemente, se usan cabezales de impresión piezoeléctricos de goteo bajo demanda para la aplicación de ambas tintas de chorro de tinta curables por radiación. Los parámetros típicos, tales como la velocidad de goteo, la temperatura del cabezal de impresión, la tensión de control y la anchura de pulso de control, pueden ajustarse según la especificación del cabezal de impresión. Los cabezales de impresión que generalmente son adecuados para su uso en los métodos en el presente documento tienen un tamaño de gotita en el intervalo de 2 a 80 pl y una frecuencia de gotita en el intervalo de 10 a 100 kHz, aunque también pueden usarse valores superiores o inferiores a estos intervalos. En algunas realizaciones, las tintas de chorro de tinta curables por radiación se inyectan a temperaturas de menos de aproximadamente 100 °C, tales como desde aproximadamente 25 °C hasta aproximadamente 100 °C.

Cualquier línea de impresión actualmente construida puede adaptarse fácilmente para realizar los métodos descritos en el presente documento, por ejemplo, simplemente añadiendo una estación de entintado de imprimación (y unidad de fijación por UV) antes de una estación de entintado para aplicar tintas coloreadas. La composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación puede aplicarse para cubrir sustancialmente la superficie del sustrato (es decir, más del 90%, preferiblemente más del 95% del área de superficie del sustrato se cubre con la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación) o para cubrir parcialmente la superficie del sustrato (es decir, hasta el 90%, preferiblemente hasta el 75%, más preferiblemente hasta el 50% del área de superficie del sustrato se cubre con la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación, por ejemplo, del 5 al 70% o del 10 al 30%).

Además, el grosor de la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación aplicada puede ajustarse en función de la rugosidad superficial del sustrato, por ejemplo, a través de la aplicación de más o menos tinta, o ajustando el número de recubrimientos de imprimación aplicados usando o bien un método de múltiples pases para aplicar dos o más recubrimientos (por ejemplo, dos, tres, cuatro, etc.) o bien un método de un solo paso para aplicar un recubrimiento de imprimación. En realizaciones preferidas, después de fijar la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación, el método proporciona una composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación fijada con un grosor de al menos 2 micrómetros, preferiblemente al menos 4 micrómetros, preferiblemente al menos 6 micrómetros, preferiblemente al menos 8 micrómetros, más preferiblemente al menos 10 micrómetros, incluso más preferiblemente al menos 12 micrómetros, aún incluso más preferiblemente al menos 14 micrómetros, y hasta 50 micrómetros, preferiblemente hasta 40 micrómetros, más preferiblemente hasta 30 micrómetros, incluso más preferiblemente hasta 25 micrómetros, aún incluso más preferiblemente hasta 20 micrómetros.

Después de haberse aplicado y fijado al sustrato la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación para formar un sustrato recubierto, entonces se aplica la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación sobre la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación fijada a cualquier nivel de cobertura deseado, es decir, para cubrir sustancialmente (es decir, más del 90%, preferiblemente más del 95% de la cobertura de área de superficie) o preferiblemente cubrir parcialmente (es decir, hasta el 90%, preferiblemente hasta el 75%, más preferiblemente hasta el 50% de la cobertura de área de superficie) la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación fijada, en función de la imagen deseada y la aplicación del artículo impreso. En realizaciones preferidas, la aplicación de la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación no afecta materialmente a las propiedades de rugosidad superficial del sustrato recubierto.

Fijación

Entre la aplicación de la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación y la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación, la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación se fija mediante exposición luz UV. Si bien los métodos de fijación por UV se basan normalmente en luz UV que tiene una longitud de onda de 230 a 400 nm, los inventores han descubierto que la luz UV de onda corta que tiene una longitud de onda de menos de 200 nm, preferiblemente menos de 190 nm, más preferiblemente menos de 180 nm, incluso más preferiblemente menos de 175 nm, por ejemplo desde 160 hasta 175 nm, preferiblemente desde 165 hasta 172 nm, produce los resultados de lisura superficial más ventajosos. En el presente documento puede usarse cualquier fuente de luz UV conocida por el experto en la técnica que es capaz de producir tales longitudes de onda, sin embargo, es preferible usar una fuente de luz UV de diodo emisor de luz (LED), y más preferiblemente una fuente de luz UV de LED colimado. Además, la fuente de luz UV puede estar presente en una estación de fijación independiente, mediante la cual el sustrato va desde una estación de entintado de imprimación a la estación de fijación independiente, o alternativamente la fuente de luz UV se monta directamente en el mismo soporte que porta los cabezales de impresión, y la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación se fija poco después de su inyección.

En realizaciones preferidas, la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación está sustancialmente libre de fotoiniciadores y, por tanto, la exposición a luz UV da como resultado un curado (es decir, fijación) sólo parcial. El curado parcial presenta varias ventajas. En primer lugar, el curado parcial permite que la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación fijada forme una base receptiva para la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación aplicada posteriormente, mejorando de ese modo la adherencia entre las tintas después del curado y permitiendo una buena calidad de impresión. En cambio, un curado completo o una etapa de secado completo entre estaciones de entintado requiere mucho tiempo y es costoso. Por otro lado, la fijación de la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación con luz UV de onda corta requiere poca energía (es decir, menos de 60 mW/cm2, preferiblemente menos de 50 mW/cm2, preferiblemente menos de 40 mW/cm2, preferiblemente menos de 30 mW/cm2) y puede lograrse mediante un paso único a alta velocidad bajo la luz UV (por ejemplo, al menos 0,5 m/s, preferiblemente al menos 1 m/s, más preferiblemente al menos 1,5 m/s), teniendo de ese modo poco efecto sobre el tiempo global del ciclo de producción.

La exposición de la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación, en una o más de sus realizaciones, a tal luz UV de onda corta produce un sustrato recubierto con una media aritmética del valor de rugosidad superficial Ra menor de o igual a 2,0 micrómetros, preferiblemente menor de o igual a 1,8 micrómetros, preferiblemente menor de o igual a 1,6 micrómetros, preferiblemente menor de o igual a 1,4 micrómetros, preferiblemente menor de o igual a 1,3 micrómetros, preferiblemente menor de o igual a 1,29 micrómetros, por ejemplo desde 0,5 hasta 1,5 micrómetros, más preferiblemente desde 0,8 hasta 1,3 micrómetros, incluso más preferiblemente desde 0,9 hasta 1,2 micrómetros, y una media aritmética de la profundidad de rugosidad superficial Rz menor de o igual a 10,0 micrómetros, preferiblemente menor de o igual a 9,0 micrómetros, preferiblemente menor de o igual a 8,0 micrómetros, preferiblemente menor de o igual a 7,0 micrómetros, preferiblemente menor de o igual a 6,0 micrómetros, preferiblemente menor de o igual a 5,0 micrómetros, preferiblemente menor de o igual a 4,0 micrómetros, por ejemplo desde 2,0 hasta 7,0 micrómetros, preferiblemente desde 3,0 hasta 7,0 micrómetros, más preferiblemente desde 3,5 hasta 7,0 micrómetros. La rugosidad superficial resultante permite que la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación se aplique con una cobertura de densidad de tinta uniforme y una adherencia aceptable para la producción de impresiones de alta calidad con línea nítidas y una reproducción del color deseable.

Sorprendentemente, se ha hallado que la inclusión de cantidades adecuadas (de aproximadamente el 15 a aproximadamente el 40 % en peso) de un agente antiarrugas curable por radiación (por ejemplo, una mezcla de monómero de triacrilato de pentaeritritol y monómero de tetraacrilato de pentaeritritol) en la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación produce tales propiedades de rugosidad superficial ventajosas después de fijarse con luz UV de onda corta. Este resultado es inesperado porque reemplazar el agente antiarrugas curable por radiación por componentes polietilénicamente insaturados curables por radiación que tienen el mismo número o similar de grupos funcionales reactivos (por ejemplo, acrilatos) no produce los mismos resultados de lisura superficial.

Curado con haces de electrones

Después de aplicar la tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación sobre el sustrato recubierto, el método implica a continuación curar tanto tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación fijada como la tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación mediante exposición a radiación actínica y/o mediante radiación de haces de electrones, preferiblemente radiación de haces de electrones. Tras la exposición a radiación de haces de electrones, se completa el curado de los grupos curables por radiación sin reaccionar en la tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación fijada, con el curado concurrente (por ejemplo, curado completo) de la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación.

En los métodos de curado con haces de electrones, los electrones salen de una cámara de vacío a través de una lámina metálica y alcanzan la tinta de chorro de tinta curable por radiación sobre el sustrato en una cámara de reacción. Los procedimientos de curado con haces de electrones generan normalmente poco calor y, por tanto, ayudan a impedir la distorsión del sustrato debido al procesamiento térmico o a procedimiento que requieren temperaturas elevadas. Las tintas de chorro de tinta curables por radiación pueden exponerse a haces de electrones usando cualquier generador de haces de electrones, tal 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 los cabezales de impresión de las impresoras de chorro de tinta, de modo que tanto la tinta de chorro de tinta curable por radiación fijada como la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación se exponen a radiación de curado poco después de inyectarse ésta última.

En algunas realizaciones, la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación fijada y la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación se exponen a una baja dosis de radiación de haces 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 blanca curable por radiación fijada y la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación a una dosis más alta de radiación de haces 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 radiación de haces de electrones de dosis baja y dosis alta. La dosis de radiación de haces de electrones puede ajustarse basándose en las dimensiones y las características superficiales del sustrato, el grosor de recubrimiento de la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación fijada y/o el nivel de curado deseado, por ejemplo reduciendo o aumentado la dosificación y el tiempo de exposición.

Pueden emplearse diversos potenciales de aceleración de haces de electrones en los métodos divulgados en el presente documento, sin embargo, normalmente se usa 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 suministrar un gas inerte durante el curado con haces de electrones para desplazar el oxígeno que inhibe la polimerización por radicales libres (“inertización”). 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 de nitrógeno y gas de argón.

Además, cabe señalar que la etapa de secado es opcional en los métodos divulgados ya que las tintas de chorro de tinta curables por radiación de la presente divulgación son preferiblemente no acuosas. Cuando los métodos implican una etapa de secado, cualquiera de las tintas de chorro de tinta curables por radiación aplicadas puede curarse 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, aún incluso más preferiblemente aproximadamente 1 segundo o menos, en condiciones ambientales, antes de la aplicación de otro recubrimiento de tinta o antes de la exposición a la radiación de fijación (por ejemplo, luz UV) o a la radiación de curado (por ejemplo, radiación de haces de electrones). En una realización preferida, el método no incluye ninguna etapa de secado, aparte de la cantidad de tiempo que requiere el suministro del sustrato desde una estación de entintado hasta la estación de fijación o curado (por ejemplo, el generador de haces de electrones).

También debe reconocerse que pueden emplearse opcionalmente tratamientos de superficie del sustrato, tales como tratamiento con corona, tratamiento con plasma atmosférico y tratamiento con llama, en los métodos en el presente documento antes de la aplicación de las tintas de chorro de tinta curables por radiación para mejorar las características del artículo impreso, por ejemplo la adherencia de tinta. Estos procedimientos de tratamiento de superficie pueden tener lugar en línea (es decir, durante el ciclo de producción) o fuera de línea (es decir, se trata la superficie del sustrato antes del ciclo de producción, por ejemplo durante la fabricación del sustrato en una instalación independiente). Los parámetros de tales tratamientos de superficie del sustrato pueden variarse en gran medida en función del material del sustrato que va a imprimirse, las tintas de chorro de tinta curables por radiación específicas utilizadas, el método de impresión aplicado y las propiedades y aplicaciones deseadas del artículo impreso.

Se pretende que los ejemplos a continuación ilustren adicionalmente las tintas de chorro de tinta curables por radiación y las propiedades de rugosidad superficial y no se pretende que limiten el alcance de las reivindicaciones. EJEMPLO 1 (INVENTIVO)

Preparación de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación, muestra 220-30-8:

Todos los componentes se añadieron a un recipiente de acero inoxidable y se mezclaron con una cuchilla de dientes de sierra a 500 rpm durante 30 minutos. Luego se filtró la tinta a través de un filtro de 1 |im (micrómetro).

Tabla 1: Propiedades de tinta de 220-30-8

La viscosidad a 25 °C es de 0,0189 Pas.

Tabla 2: Formulación de tinta de 220-30-8

100,0 Preparación de sustrato recubierto:

El sustrato usado fue una película de poliéster recubierta, ENS-003-002, disponible de Glenroy, W158 N9332 Nor-X-Way Avenue, Menomonee Falls, Wisconsin 53051.

La tinta se aplicó con una barra Mayer del número 6, que es un aplicador de película húmeda, que aplica 15 |im (micrómetros) de tinta.

La longitud de onda de UV usada para la fijación fue de 172 nm.

Ensayo de rugosidad:

La rugosidad superficial se mide usando un analizador de rugosidad. El analizador se mueve con un movimiento uniforme lineal a lo largo de la superficie de ensayo que mueve un estilete de contacto en una dirección perpendicular. A medida que el estilete se mueve hacia arriba y hacia abajo a lo largo de la superficie, su movimiento se convierte en señales eléctricas que se transforman en señales digitales que se procesan en valores de Ra y Rz. El analizador de rugosidad usado en estas mediciones es el número de modelo PCE-RT11 fabricado por PCE Americas Inc. 711 Commerce Way Suite 8 Jupiter FL-33458 EE.UU.

Tabla 3: Mediciones de rugosidad de 220-30-8

Muestras de tinta n.° 220-30-8 fijada con una longitud de onda de UV de 172 nm

Las muestras L, M y S representan diferentes muestras de sustrato recubierto tras la aplicación y fijación de la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación del ejemplo 1. La rugosidad superficial de cada muestra se midió 10 veces según los procedimientos descritos en el presente documento, y luego se promediaron los valores de R<a>y R<z>adquiridos. Todas las muestras proporcionaron, después de la aplicación de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación y el curado con haces de electrones, imágenes con adherencia aceptable, resistencia al frotamiento y al rayado, brillo, migración y calidad de impresión visualmente aceptable.

EJEMPLOS 2 Y 3 (no forman parte de la invención)

A continuación se producen dos ejemplos de tintas (220-30-6 y 220-30-7) que contenían menos del 15 % en peso del agente antiarrugas. Las muestras de tinta, la preparación del sustrato recubierto, la longitud de onda de UV usada para la fijación y el ensayo de rugosidad se realizaron de la misma manera que en el ejemplo 1.

Tabla 4: Formulaciones de tinta de 220-30-6 y 220-30-7

100,0 100,0 La tinta de 220-30-7 produjo sustratos recubiertos que tenían mayores valores de Ra y Rz que la tinta de 220-30-8. La tinta de 220-30-6 produjo sustratos recubiertos que tenían mayores valores de Ra y Rz que la tinta de 220-30-7. EJEMPLOS 4-6 (COMPARATIVOS)

A continuación se producen tres ejemplos de tintas (220-30-9, 220-30-10 y 220-30-11) que no contenían agente antiarrugas. Las muestras de tinta y la preparación del sustrato recubierto se realizaron de la misma manera que en el ejemplo 1.

Tabla 5: Formulaciones de tinta de 220-30-9 220-30-10 220-30-11

100,0 100,0 100,0 En ausencia del agente antiarrugas, la luz UV que tiene una longitud de onda <200 nm no produce fijación ni la rugosidad superficial requerida. Estas formulaciones de tinta (220-30-9, 220-30-10 y 220-30-11) no se fijan cuando se exponen a UV de 172 nm a velocidades tan bajas como de 1 fpm.

Cuando se indica un límite o intervalo numérico en el presente documento, se incluyen los puntos de extremo. Además, se incluyen específicamente todos los valores y subintervalos dentro de un límite o intervalo numérico como si estuvieran escritos explícitamente.

Tal como se usa en el presente documento, las palabras “un” y “una”, y similares, tienen el significado de “uno o más”.

Obviamente, son posibles numerosas modificaciones y variaciones de la presente invención a la luz de las enseñanzas anteriores. Por tanto, debe entenderse que, dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, la invención puede ponerse en práctica de otra manera que no sea tal como se describe específicamente en el presente documento.

Claims

REIVINDICACIONES

i.Método de formación de una imagen sobre un sustrato, que comprende:

aplicar una composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación que comprende un agente antiarrugas curable por radiación sobre una superficie del sustrato;

exponer la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación a luz UV que tiene una longitud de onda de menos de 200 nm para fijar la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación y formar un sustrato recubierto que tiene una media aritmética del valor de rugosidad superficial Ra menor de o igual a 2,0 micrómetros y una media aritmética de la profundidad de rugosidad superficial Rz menor de o igual a 10,0 micrómetros;

aplicar una composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación sobre el sustrato recubierto; y

exponer la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación fijada y la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación a radiación de haces de electrones;

en el que el agente antiarrugas curable por radiación es un monómero polietilénicamente insaturado de un polialcohol que tiene de 3 a 9 átomos de carbono; y

en el que el agente antiarrugas curable por radiación está presente en una cantidad de aproximadamente el 15 a aproximadamente el 40 % en peso, basada en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación.
2. Método según la reivindicación 1, en el que la exposición a luz UV da como resultado el curado parcial de la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación.
3. Método según la reivindicación 1 ó 2, en el que la radiación de haces de electrones da como resultado el curado completo de la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación fijada y la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación.
4. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación se expone a luz UV que tiene una longitud de onda de menos de 175 nm.
5. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación fijada tiene un grosor de 2 a 50 micrómetros.
6. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el sustrato recubierto tiene una media aritmética del valor de rugosidad superficial Ra de 0,5 a 1,5 micrómetros.
7. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el sustrato recubierto tiene una media aritmética de la profundidad de rugosidad superficial Rz de 3,5 a 7,0 micrómetros.
8. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el sustrato es un sustrato de plástico.
9. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el agente antiarrugas curable por radiación es un monómero polietilénicamente insaturado de pentaeritritol.
10. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el agente antiarrugas curable por radiación es un monómero de poliacrilato de pentaeritritol.
11. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el agente antiarrugas curable por radiación es una mezcla de monómeros de poliacrilato de pentaeritritol.
12. Método según la reivindicación 11, en el que la mezcla de monómeros de poliacrilato de pentaeritritol es una mezcla de monómero de triacrilato de pentaeritritol y monómero de tetraacrilato de pentaeritritol.
13. Método según la reivindicación 12, en el que la razón en peso de monómero de triacrilato de pentaeritritol con respecto a monómero de tetraacrilato de pentaeritritol en la mezcla es de aproximadamente 1:3 a 3:1.
14.Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación comprende además un monómero monoetilénicamente insaturado, un componente polietilénicamente insaturado, un tensioactivo y un pigmento blanco.
15. Método según la reivindicación 14, en el que el pigmento blanco está presente en la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación en una cantidad de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 30 % en peso, basada en el peso total de la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación.
16. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el que la composición de tinta de chorro de tinta blanca curable por radiación está sustancialmente libre de un fotoiniciador.
17. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el que la composición de tinta de chorro de tinta CMYK curable por radiación está sustancialmente libre de un fotoiniciador.
18. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en el que la luz UV que tiene una longitud de onda de menos de 200 nm se genera a partir de una fuente de LED.