MXPA97001699A - Composiciones para impresion con inyeccion de tinta - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere:Una resina poliamidaútil en la preparación de tintas de fusión en caliente, para impresión de inyección de tinta, se prepara por la reacción de polimerización con condensación de una monoamina, un diácido y un tercer reactivo seleccionado de diaminas, aminoalcoholes y sus mezclas. De preferencia, el diácido, monoamina y tercer reactivo se reaccionan en conjunto en proporciones de 2:2:1. Las poliamidas producen las composiciones de tinta con una baja viscosidad a las temperaturas operativas elevadas de una impresora con inyección de tinta, sin embargo son sólidos a temperatura ambiente y contribuyen con buena adhesión al substrato impreso.

Description

COMPOSICIONES PARA IMPRESIÓN CON INYECCIÓN DE TINTA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Campo de la Invención La presente invención se relaciona a composiciones de impresión basadas en resina poliamida y en particular a composiciones de impresión útiles para tintas de impresión de fusión en caliente. 2. Breve Descripción de la Técnica Previa La impresión con inyección de tinta es un proceso de í 1 ^ inyección sin contacto para la impresión de muchos substratos tales como papel, películas, hojas delgadas metálicas y semejantes. Ciertas impresoras de inyección de tinta se diseñan para utilizar tintas de fusión en caliente, también conocidas como "cambio de fase" . Un requerimiento de una tinta de fusión en caliente es que esté en forma sólida a temperatura ambiente y en la forma líquida cuando se contacta con las temperaturas de operación elevadas que se mantienen en la cabeza de impresión de una impresora que emplea tintas de fusión en caliente. En impresión que emplea tintas de fusión en caliente, se expulsa tinta fundida de la cabeza de impresión y al incidir el substrato, se enfría y solidifica y se adhiere al substrato. Las tintas de fusión en caliente y componentes para tintas de fusión en caliente, se describen por ejemplo en la patente de los E.U.A. No. 3,653,932, que ilustra el uso de un didodecil sebacato como portador para la tinta.

La patente de los E.U.A. No. 4,830,671, otorgada a — Frihart y colaboradores, describe una composición para utilizar en aplicaciones de impresión con inyección de tinta con fusión en caliente. La tinta comprende un colorante y un aglutinante resinoso preparado a partir de ácido graso polimerizado, una diamina y un ácido monocarboxilico. La patente de los E.U.A. No. 4,889,650, otorgada a Jaeger y colaboradores, también se relaciona a una composición de impresión de fusión en caliente. La tinta de Jaeger, comprende un colorante y una mezcla de dos materiales de amida grasa, en donde los materiales de amida grasa están constituidos de un compuesto de tetraamida y un compuesto monoamida. La tinta Jaeger es capaz de producir películas delgadas de espesor uniforme con un alto grado de claridad y croma y que son rectilíneamente transmisoras de luz. La patente de los E.U.A. No. 5,085,099, también otorgada a Jaeger y colaboradores, describe colorantes compatibles de tinta para fusión en caliente modificados, que comprende un complejo soluble en tinta de fusión en caliente de una alquil amina primaria, terciaria y cromóforos colorantes. Los cromóforos colorantes son materiales con al menos un grupo de ácido secundario en la forma de ácido libre y que absorben luz en la región de longitud de onda visible para producir color. La composición también contiene material que consiste de amida grasa constituido de una tetraamida enlazada con ácido dímero y opcionalmente una monoamida. La mayor porción de la resina amida de la técnica previa, y toda la técnica descrita útil para aplicaciones de tinta de fusión en caliente, ilustra la preparación y uso de resinas terminadas con ácido mono-carboxílico. En ninguna parte se ilustra la terminación monoamina como útil para uso en tinta de fusión en caliente. Una cantidad de patentes de la técnica previa, incluyendo las patentes de los E.U.A. Nos. 4,297,479; 4,684,409; 4,308,374; y 4,389,521, describen la producción de poliamidas de alto peso molecular a partir de cantidades equimolares de diamina y diácido. Estas poliamidas presentan características formadoras de película y son útiles en la producción de nylon. La patente de los E.U.A. No. 4,066,585, describe resinas poliamida adecuadas para utilizar en tintas dwe rotograbado y flexográficas de fusión en caliente que comprenden ácido graso polimerizado y ácido monocarboxílico y una diamina o alcanolamina. La patente de los E.U.A No. 3,595,816, otorgada a Barrett, describe composiciones de poliamida adhesiva, en donde ácido dímero hidrogenado se reacciona con amina, en donde de 90- 100 por ciento equivalente de la amina deberá ser diamina. El resto de la amina puede opcionalmente incluir monoamina.

La patente de los E.U.A. No. 4,816,549, otorgada a -_. Rumack, describe una composición de resina poliamida que está constituida de 5-35 por ciento equivalente de una monoamina, 65- 95 por ciento equivalente de una diamina (algo de lo cual debe ser 1,2-diaminociclohexano) , 75-100 por ciento equivalente de un diácido formado a partir de ácidos grasos polimerizantes, y 0-25 por ciento equivalente de un diácido alifático o cicloalifático. Las composiciones terminadas en monoamina se describen como útiles aglutinantes en tintas de impresión en solución debido a que solubles en tolueno. La patente de los E.U.A. No. 2,272,466, describe un proceso para la preparación de poliamidas o más específicamente diamidas. El proceso comprende condensar una amina primaria o secundaria selecta con un ácido cíclico dicarboxílico, tal como ácido tereftálico o ácido isoftálico, en donde un ácido dicarboxílico se caracteriza por ser incapaz de formar un enlace anhídrido intramolecular. Continúa existiendo necesidad en la técnica por componentes de tinta de fusión en caliente que tienen la combinación adecuada de punto de fusión, viscosidad de fusión, claridad, inertidad, compatibilidad con otros componentes y propiedades adhesivas que cumplen con las demandas comerciales impuestas en estos materiales, especialmente para imprimir en substratos no porosos tales como polietileno, poliésteres y películas de poliestireno.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se dirige a composiciones de resina poliamida que incluyen poliamidas novedosas. Las poliamidas novedosas se preparan a partir de una mezcla de reacción que incluye monoamina, diácido y un tercer reactivo seleccionado de diamina, aminoalcohol y sus mezclas. La presente invención además se dirige a composiciones de tinta de fusión en caliente que incorporan las composiciones de resina poliamida de la presente invención. La composición de resina poliamida tiene baja viscosidad a las temperaturas de operación elevadas de cabezas de impresión que emplean tintas de fusión en caliente. La composición de resina poliamida de la presente invención tiene una viscosidad de fusión a 130 °C, inferior a aproximadamente 500 centipoises, de preferencia menos de aproximadamente 250 centipoises, y más preferiblemente menos de aproximadamente 100 centipoises. La composición de resina poliamida es sólida a temperatura ambiente y líquida a la temperatura de operación de la cabeza de impresión y de preferencia asi tiene un punto de fusión en la gama de 50 °C y 130°C. La composición de resina poliamida tiene un peso molecular promedio bajo, de preferencia un peso molecular promedio numérico inferior a aproximadamente 2500. Las poliamidas de la presente invención tiene la fórmula: en donde Rx se elige de hidrocarbilo con 1 a 22 átomos de carbono monovalente; R2 se elige de hidrocarbilo con 1 a 34 átomos de carbono divalente; R3 es hidrocarbilo con 2 a 36 átomos de carbono divalente; n es un entero de 1 a 10 (para proporcionar 1 a 10 unidades) , y de preferencia 1 a 4 (para proporcionar de 1 a 4 unidades) ; y X e Y independientemente se eligen de cada unidad de (1)X = NH e Y = NH; (2) X = NH e Y = 0; y (3) X = O e Y = NH. Las poliamidas de la presente invención se preparan por la reacción de polimerización con condensación de una monoamina, un diácido y un tercer reactivo seleccionado de diaminas, amino alcoholes y sus mezclas. Las proporciones relativas de monoamina, diácido y tercer reactivos se eligen para proporcionar la viscosidad de fusión y propiedades físicas deseadas. De preferencia, la monoamina, diácido y tercer reactivo se reaccionan en conjunto, en una proporción molar de ' aproximadamente 1.6 - 2.4 a 1.6 - 2.4 a 0.8 - 1.2, ^ respectivamente. Más preferiblemente, la monoamina, diácido y tercer reactivo se reaccionan en conjunto en una proporción molar de aproximadamente 2 a aproximadamente 2 a aproximadamente 1; esto es , aproximadamente 1 : 2 : 1 ; respectivamente. Las composiciones de resina poliamida de la presente invención proporcionan una gama deseable de propiedades útiles en la formulación de tintas de fusión en caliente para impresión de inyección de tinta. Además, producen tintas con buena adhesión y resistencia a rasguños cuando se imprimen en diversos substratos. Las composiciones de resina poliamida de la presente invención no son volátiles y son estables al calentamiento a largo plazo. DESCRIPCTOM r>F.TATtT DA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Las composiciones de resina poliamida de la presente invención incluyen poliamidas de baja viscosidad, bajo peso molecular, preparadas por la reacción de polimerización con condensación, incluyendo y de preferencia que consisten esencialmente de una monoamina, un diácido y un tercer reactivo seleccionado de diaminas, aminoalcoholes y sus mezclas. Estas poliamidas de baja viscosidad, bajo peso molecular, son sólidas a temperatura ambiente ( 20-25°C) y tienen un punto de fusión de aproximadamente 50°C a aproximadamente 130°C. El punto de fusión está por debajo de las temperaturas operativas óptimas de las impresoras de inyección de tinta con fusión en caliente. Las composiciones de resina poliamida, cuando se calientan a aproximadamente 130 °C, exhiben una baja viscosidad adecuada para formular tintas de fusión en caliente, útiles en impresión de inyección de tinta. Las composiciones de resina poliamida tiene una viscosidad de fusión a 130°C de menos de aproximadamente 500 centipoises, de preferencia menos de aproximadamente 250 centipoises y más preferiblemente menos de aproximadamente 100 centipoises. Monoaminas útiles en la práctica de la presente invención de preferencia son de la fórmula R?-NH2 • en donde Rx es un grupo hidrocarbilo con 1 a 22 átomos de carbono monovalente. De preferencia, Rx es alquilo con 1 a 22 átomos de carbono; más preferiblemente alquilo con 14 a 22 átomos de carbono y aún más preferiblemente alquilo con 18 átomos de carbono, esto es estearilo. Monoaminas adecuadas específicas incluyen pero no están limitadas a: metilamina, etilamina, propilamina, butilamina, amilamina, l-metoxi-2-aminopropano, hexilamina, estearilamina, heptilamina, octilamina, nonilamina, decilamina, undecilamina, dodecilamina, tridecilamina, 1- tetradecilamina, 1-hexadecilamina, octadecilamina, behenilamina y sus mezclas. Monoaminas secundarias pueden utilizarse en la práctica de esta invención, sin embargo su uso en general produce poliamidas que son suaves y algo pegajosas, haciéndolas menos convenientes para uso como el componente principal de una tinta de impresión de fusión en caliente. Una cantidad menor de una resina ligeramente pegajosa puede ser útil sin embargo en algunas formulaciones de tinta de impresión con fusión en caliente. Monoaminas secundarias en general tardan más en reaccionar en la formación de la poliamida en comparación con monoaminas primarias y por lo tanto se prefieren menos. Diácidos adecuados para utilizar en la presente , invención incluyen ácido dicarboxílico de la fórmula: H00C-R2-C00H en donde R2 es un grupo hidrocarbilo con 1 a 34 átomos de carbono divalente. De preferencia, R2 es una cadena hidrocarbilo divalente que tiene 1 a 34 átomos de carbono, y preferiblemente se elige de cadenas alifáticas divalentes de 1 a 34 átomos de carbono, cadenas cicloalifáticas divalentes de 3 a 34 átomos de carbono, cadenas arileno desde 6 a 34 átomos de carbono, cadenas alcarileno desde 7 a 34 átomos de carbono, y cadenas alcarilalquileno desde 8 a 34 átomos de carbono. Más preferiblemente, R2 se elige de grupos alifáticos con 34 átomos de carbono ramificados divalentes de ácido dímero con 36 átomos de carbono, y grupos alifáticos con 6 a 10 átomos de carbono lineales divalentes. Diácidos convenientes útiles en la práctica de la presente invención incluyen, aunque no están limitados a ácido oxálico, ácido malónico, ácido succínico, ácido metilmalónico, ácido fumárico, ácido maléico, ácido acetilen dicarboxílico, ácido glutárico, ácido etilmalónico, ácido dimetilmalónico, ácido metilsuccínico, ácido citracónico, ácido glutancónico, ácido itacónico, ácido mesacónico, ácido adípico, ácido 2,2-dimetilsuccinico, ácido 3-metilglutárico, ácido hidro ucónico, ácido pimélico, ácido butilmalónico, ácido dietilmalónico, ácido 2,2-dimetilglutárico, ácido 2-etil-2-metilsuccínico, ácido 3-metiladípico, ácido ciclopentan-dicarboxílico, ácido subérico, ácido ciclohexandi-carboxílico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido azeláico, ácido 5-norbonen-2, 3-dicarboxílico, ácido ciclohexilsuccínico, ácido benzilmalónico, ácido fenilen diacético, ácido fenilsuccínico, ácido undecandióico, ácido 3-fenilglutárico, ácido 10-decandicarboxílico, ácido traumático, ácido 4-fenilendipropiónico, ácido naftalen dicarboxílico, ácido 11-undecandicarboxílico, ácido 12-dodecandicarboxílico, ácido 4-bifenildicarboxílico, ácido difénico, ácido hexadecandióico, ácidos dímero y sus mezclas. Ácidos dímeros son ácidos dicarboxílicos formados por la reacción de dos o más ácidos grasos insaturados tales como ácidos oléico y linoléico, a condiciones de temperatura y acídica elevadas, para dar una mezcla que típicamente incluye especies monoméricas, diméricas y de altos meros, y que subsecuentemente se purifican por destilación. La preparación de ácidos dímeros se revisa en R.W. Johnson, y colaboradores, "Polyamides From Fatty Acids" (Poliamidas de Ácidos Grasos). ENCYCLOPEDIA OF POLYMER SCIENCE AND ENGINEERING (ENCICLOPEDIA DE CIENCIA E INGENIERÍA DE POLÍMEROS), Vol . 11 (John Wiley & Sons, New York, 1988), págs. 476-489. Se prefiere que el diácido comprenda aproximadamente 70 a 100 por ciento equivalente de ácido dimero y de aproximadamente 30 a 0 por ciento equivalente de un diácido lineal. Los diácidos lineales que pueden emplearse en la presente invención incluyen ácido sebásico, ácido azeláico, ácido adípico y ácido 1,10-decandicarboxílico. De preferencia, la mezcla de reacción está substancialmente libre de monoácido, aunque cantidades menores de monoácido pueden estar presentes en el componente diácido como un contaminante . De preferencia, una diaraina empleada en la presente invención se elige de compuestos que tienen la fórmula H2N-R3-NH2 en donde R3 representa una porción hidrocarburo con 2 a 36 átomos de carbono divalente o poli(alquilen óxido) divalente que contiene entre 4 y 36 átomos de carbono y de 1 a 17 átomos de oxígeno. De preferencia, R3 se elige de cadenas alquileno con hasta 36 átomos de carbono, cadenas cicloalquileno con 6 a 36 átomos de carbono, cadenas alquilarileno con de 7 a 36 átomos de carbono o porciones poli (etilen óxido) y poli(propilen óxido) y poli(butilen óxido), que tiene pesos moleculares entre 200 y 400.

. Más preferiblemente, R3 es alifático con 2 a 6 átomos de carbono — lineal divalente. Diaminas convenientes incluyen pero no están limitadas a etilendiamina, 1,2-diaminopropano, 1,3-diaminopropano, 1,4- diaminobutano, l,2-diamino-2-metil-propano, 1,5-diaminopentano, 2, 2-dimetil-l,3-propandiamina, 1, 3-diaminopentano, 1,6- hexandiamina, 2-metil-l , 5-pentan-diamina, 1 , 2-diaminociclohexano, 1,4-diaminociclohexano, 1,7-diaminoheptano, 1,8-diaminooctano, 2,5-dimetil-2,5-hexandiamina, eta-xilendiamina, JeffamineMR EDR- 148, 1,9-diaminononano, JeffamineMB D-230, 1,10-diaminodecano, 1,8-diamino-p-mentano, 1,8-diaminonaftaleno, isoforonadiamina, 1,12-diaminododecano, y sus mezclas. Además de diaminas en donde ambos grupos amino son amino primario, diaminas en donde uno o ambos grupos amino es un amino secundario pueden emplearse en la práctica de esta invención. Similarmente, amino alcoholes en donde el grupo amina es amina secundaria, pueden emplearse en la práctica de esta invención. Sin embargo, la presencia de grupos amino secundarios en general conduce a más largos tiempos de reacción y genera un producto que es más suave y más pegajoso. Un ejemplo de una diamina que puede emplearse en la práctica de esta invención es piperazina. Similarmente, además de aminoalcoholes en donde el grupo alcohol es un grupo alcohol primario, aminoalcoholes en donde el grupo alcohol es secundario, pueden emplearse en la práctica de esta invención, aunque puede esperarse más largos — tiempos de reacción. De preferencia, un aminoalcohol empleada en la presente invención se elige de compuestos que tienen la fórmula en donde R3 representa hidrocarbilo con 2 a 36 átomos de carbono divalente. De preferencia, R3 se elige de cadenas alquileno con hasta 36 átomos de carbono, cadenas cicloalquileno con 6 a 36 átomos de carbono, grupos arilo divalentes y cadenas alquilarileno con de 7 a 36 átomos de carbono. Más preferiblemente, R3 es alifático con 2 a 6 átomos de carbono lineal divalente. Arainoalcoholes convenientes incluyen aunque no están limitados a, etanolamina, 4-aminofenol, l-amino-2-propanol , 3- amino-l-propanol , 2-amino-l-butanol, 4-amino-l-butanol, 5-amino- 1-pentanol y semejantes. Cualquiera monoamina diácido y tercer reactivo que se empleen, es preferible que se combinen en proporciones molares de aproximadamente 1.6-2.4 moles de monoamina: 1.6-2.4 moles de diácido: 0.8-1.2 moles de tercer reactivo. Más preferiblemente, las proporciones molares de monoamina, diácido y tercer reactivo son aproximadamente 2:2:1, respectivamente. Al utilizar aproximadamente dos moles de monoamina por cada dos moles de diácido, se ha encontrado que una poliamida de peso molecular promedio numérico muy bajo puede producirse, lo que contribuye efectivamente a la baja viscosidad de fusión útil para las — composiciones de tinta de la presente invención. Una convención alterna para caracterizar las cantidades relativas de monoamina, diácido y tercer reactivo para emplear en preparar las poliamidas de la invención se basa en los equivalentes reactivos. Monoaminas tienen un equivalente reactivo por molécula. Diácidos tienen dos equivalentes reactivos por molécula. Diaminas y aminoalcoholes tienen dos equivalentes reactivos por molécula. De esta manera es preferible que la monoamina, diácido y tercer reactivo se combinen en proporciones equivalentes reactivas de aproximadamente 0.8 - 1.2 equivalentes de monoamina: 1.8 - 2.2 equivalentes de diácido: 0.8 - 1.2 equivalentes de tercer reactivo. Más preferiblemente, las proporciones equivalentes reactivas de monoamina, diácido y tercer reactivo son aproximadamente 1 : 2:1, respectivamente. Aún otra convención para caracterizar las cantidades relativas de monoamina, diácido y diamina para emplear en preparar las poliamidas de la invención, se basa en equivalente por ciento. El total de equivalentes de ácido carboxilico presente en la formulación se define como 100%. El total de equivalentes de monoamina presentes en la formulación dividido por el total de equivalentes de ácido carboxilico, multiplicado por 100, da el por ciento equivalente de monoamina presente. El total de equivalentes de diaminas y aminoalcoholes (en donde hay dos equivalentes por molécula ya sea diamina o aminoalcohol) presente en la formulación, dividido por el total de equivalentes de ácido carboxílico, multiplicado por 100, da el por ciento equivalente del tercer reactivo presente. De esta manera, es preferible que la monoamina diácido y diamina se combinen de manera tal que haya de aproximadamente 40 a 60 por ciento equivalente de monoamina, 100 por ciento equivalente de diácido (tratando impureza monoácido en el ácido dimero como si fuera diácido) y 40 a 60 por ciento equivalente de tercer reactivo. De preferencia, las composiciones de tinta de fusión en caliente de la presente invención se preparan por técnicas de polimerización con condensación standard para reaccionar, en proporción molar, dos moles de monoamina, dos moles de diácido y un mol de tercer reactivo. Más preferiblemente, la resina poliamida se prepara al condensar, en una proporción molar, dos moles de monoamina estearilamina (octadecilamina, C18H39N) , dos moles del diácido conocido como ácido dímero (preparado por la polimerización de ácidos grasos insaturados disponibles por ejemplo de aceite de sebo) y un mol de diamina etilen diamina. La reacción de polimerización con condensación ya sea puede llevarse a cabo en una base de adición por etapas, por ejemplo en donde la monoamina se agrega hacia la última parte de la reacción, o todos los reactivos pueden mezclarse en conjunto en un tiempo. De preferencia la reacción se lleva a cabo en una base de adición por etapas, debido a que si todos los reactivos se mezclan en conjunto a un tiempo, en ocasiones ocurrirá una expansión súbita y vigorosa de la mezcla de reacción, supuestamente debido a la liberación súbita de una cantidad substancial de agua que se forma durante la reacción. En un procedimiento típico, 100 por ciento equivalente de un diácido seleccionado, se carga a un reactor y calienta a aproximadamente 70 °C. Con agitación, 50 por ciento equivalente de una diamina, aminoalcohol o su mezcla se agrega por gotas, mientras que la temperatura se incrementa a aproximadamente 130ßC. La temperatura se incrementa gradualmente de 130°C a aproximadamente 160°C mientras que el volumen del agua de reacción se destila. La temperatura luego se incrementa a aproximadamente 220 °C. Después de que substancialmente toda el agua de reacción se ha recolectado, la mezcla de producto se enfría por debajo de 150°C y se agrega 50 por ciento equivalente de monoamina. La mezcla de reacción luego se recalienta a aproximadamente 220 ° C hasta que substancialmente toda el agua de reacción se ha recolectado. Luego, una pequeña cantidad de catalizador, tal como ácido fosfórico, de preferencia de aproximadamente 0.01 a 1.0 por ciento en peso, se agrega y la mezcla de reacción se lleva a vacío por 2-3 horas a temperaturas entre 220-250°C. Esta etapa de vacío retira agua de condensación y cualesquiera materiales de partida volátiles sin reaccionar y tiende a dirigir la reacción a terminación. La extensión de terminación de la reacción puede observarse al tomar alícuotas de la mezcla de reacción y medir los números de ácido y/o amina de la mezcla de reacción y comparar los valores medidos con aquéllos calculados por teoría para la resina poliamida totalmente reaccionada. El producto luego se enfría y descarga del reactor. Para ayudar a la reacción de condensación, se puede agregar un catalizador tal como ácido fosfórico a la mezcla de reacción en proporción catalítica. El catalizador empleado en la reacción de condensación puede cargarse a la mezcla de reacción inicial o agregarse lentamente justo antes del punto en el cual la velocidad de reacción se frena. La concentración del catalizador preferida en la mezcla de reacción está dentro de la gama desde aproximadamente 0.001 a 3 por ciento en peso, más preferiblemente 0.01 a 1.0 por ciento en peso del total de materiales cargados. De preferencia, a fin de evitar decoloración indebida del producto resina poliamida, la reacción de condensación y subsecuente mezclado de formulación se lleva a cabo en una atmósfera inerte, tal como se proporciona por los gases dióxido de carbono, nitrógeno o argón. Durante el curso de la reacción de condensación, ocurre amidazación con la formación de moléculas oligoméricas lineales y agua. El agua formada se deja que ventajosamente se separe por destilación del recipiente de reacción conforme ocurre la reacción de condensación, favoreciendo de esta manera terminación de la reacción de condensación. La destilación del agua de la mezcla de reacción puede ser auxiliada al permitir que una lenta corriente de gas ~ inerte tal como nitrógeno se burbujeará a través de o sobre la superficie de la mezcla de reacción. Aunque no es necesario, un solvente orgánico inerte, tal como xileno puede agregarse a la mezcla de reacción en pequeñas proporciones, para ayudar en la separación de agua por destilación azeotrópica. En general, la cantidad de este solvente orgánico inerte no debe exceder aproximadamente 10 por ciento en peso de la mezcla de reacción.

,. El calentamiento de la mezcla de reacción puede llevarse a cabo hasta que no haya más desprendimiento alguno de agua de condensación, indicando que la reacción de polimerización se ha completado. La composición se enfría y está lista para incorporar en las composiciones de impresión con fusión en caliente. La reacción de condensación puede llevarse a cabo a presiones atmosférica o superior. Sin embargo, conforme se aproxima al fin de la reacción de condensación, es ventajoso el operar bajo un ligero vacío, lo que ayuda en la separación de subproductos, solventes, agua de condensación y materiales de partida sin reaccionar, tendiendo de esta manera a dirigir la reacción a terminación. La terminación de la reacción puede observar al tomar alícuotas de la mezcla de reacción, y medir los números de ácido y/o amina de la mezcla de reacción, y comparar los números de ácido y/o amina medidos con aquéllos calculados por teoría para la resina poliamida totalmente reaccionada. En general, se completa la polimerización en aproximadamente 8 ~ horas, dependiendo de los reactivos específicos empleados, las proporciones relativas de los reactivos, etc. Cualquier recipiente de reacción conveniente o convencional puede emplearse para condensar los reactivos y llevar a cabo la polimerización. Las resinas poliamida de la presente invención son substancialmente neutras. Sus números de ácido y amina en general son cada uno menos que 20. Las composiciones de resina poliamida producidas de acuerdo con la práctica de la presente invención tienen puntos de fusión relativamente bajos y viscosidades de fusión baja. Diluyentes tales como monoa idas, bisamidas, esteres y alcanol esteres pueden agregarse para reducir adicionalmente la viscosidad de fusión. Estos también pueden actuar como agentes solvatantes para el colorante pigmento que es responsable por el color de la composición de fusión en caliente. La composición de tinta se prepara al mezclar físicamente en conjunto de los componentes, incluyendo la composición de resina poliamida de la presente invención y un colorante conveniente, en una mezcla substancialmente homogénea. Los componentes pueden mezclarse en un estado finamente dividido y luego la mezcla fusionarse para completar el mezclado de los componentes. Se ha encontrado que es preferible el fundir inicialmente la resina poliamida y luego mezclar cada uno de los aditivos en ellas. La mezcla fundida resultante luego puede mezclarse fácilmente y vaciarse en un tamaño y forma apropiados al enfriar para utilizar en impresoras de inyección de tinta con fusión en caliente. Es necesario que una tinta de fusión en caliente tenga suficientemente baja viscosidad a las temperaturas operativas mantenidas en la cabeza de impresión, de manera tal que la tinta puede expulsarse desde la cabeza de impresión. Mientras que las tintas de fusión en caliente en general exhiben menor viscosidad con incrementada temperatura, y de esta manera típicamente tienen una viscosidad convenientemente baja a algunas temperaturas, el diseño de la cabeza de impresión establece un límite plástico a la temperatura en la cual la tinta puede expulsarse. Es más difícil y costoso el construir cabeza de impresión que operan a superiores temperaturas. Es comercialmente conveniente el operar cabezas de impresión dentro de la gama de temperaturas de aproximadamente 110°C a 160°C, con las temperaturas inferiores que en general se prefieren. Tintas de fusión en caliente útiles para impresión con inyección de tinta tienen un punto de fusión y una viscosidad de fusión baja dentro de la temperatura de operación de la cabeza de impresión a fin de ser "expulsables por inyección" , con una viscosidad típica menor que o igual a 250 centipoises a 130°C, de preferencia menos que o igual a 150 centipoises a 130°C y más preferiblemente menos de 50 centipoises a 130°C.

Las tintas de fusión en caliente están constituidas típicamente de un colorante y un portador. Convenientemente, el portador deberá disolver el colorante, ser substancialmente transparente cuando es sólido, no ser tóxico y ser estable durante calentamiento a largo plazo. El portador debe contribuir a las propiedades requeridas en la tinta de fusión en caliente.

Estas propiedades incluyen compatibilidad con las condiciones operativas de la cabeza de impresión, por ejemplo la tinta debe fundirse y estar a una viscosidad adecuada cuando se somete a la temperatura de operación de la cabeza de impresión, y la tinta no debe corroer la cabeza de impresión. La tinta no deberá contener componentes volátiles. El portador deberá impartir al substrato impreso, las propiedades de resistencia a rasguños, resistencia de desplazamiento, y buena adhesión. Cuando se imprimen en substratos transparentes, la tinta deberá ser transmisora de luz en sentido rectilíneo. El portador puede comprender más de un componente. A fin de producir una amplia latitud en formular una tinta de fusión en caliente, es conveniente que un componente potencial tenga una compatibilidad amplia con otros componentes potenciales. El número ácido y número de amina de la resina poliamida se estiman en una forma convencional. El número ácido se calcula como el número de miligramos de hidróxido de potasio requeridos para neutralizar la acidez libre presente en un gramo de la resina poliamida, mientras que el número amina se calcula como el número de miligramos de hidróxido de potasio equivalentes a la cantidad de ácido requerido para neutralizar la basicidad libre en un gramo de la resina poliamida. El punto de goteo de la resina poliamida se mide en una forma convencional. De preferencia, la resina poliamida tiene un punto de goteo inferior a aproximadamente 115°C. Los siguientes ejemplos se proporcionan para describir mejor e ilustrar las composiciones de fusión en caliente de la presente invención. Son para propósitos ilustrativos solamente, y debe reconocerse que menores variaciones y cambios pueden hacerse sin afectar materialmente el espíritu y alcance de la invención como se describe en las reivindicaciones siguientes. Ejemplo I Una resina poliamida de acuerdo con la presente invención se prepara como sigue: En una marmita de uno (1) litro se cargan 331.84 g de UNIDYME"* ácido 14 dímero (1.15 equivalentes, 0.58 mol, UNIDYME 14 es un ácido dímero comercial disponible de Union Camp Corporation of Wayne, NJ y comprende 1% de ácido graso monomérico, 96% de ácido dímero, y aproximadamente 3% de ácido trímero) y 17.43 g de etilen diamina (0.58 equivalente, 0.29 mol, etilen diamina está disponible de Aldrich Chemical Company de Milwaukee, Wl). Los reactivos se calentaron bajo atmósfera de nitrógeno a 180 °C durante 6 horas y luego 156.3 g de estearilamina (0.58 equivalente, 0.58 mol, estearilamina está disponible como Armeen 18 de Akzo Chemical Incorporated of McCook, Illinois) se agregan a los reactivos. La mezcla se calienta a 204 °C durante una hora, luego se deja que enfríe a temperatura ambiente durante la noche. El siguiente día, los reactivos se calentaron a 220°C durante 3.0 horas, luego 4 gotas (aproximadamente 0.4 g) de ácido fosfórico se agregan y los reactivos se someten a vacío (de aproximadamente 2 mm Hg) por 5.5 horas. El producto luego se descarga de la marmita. El producto tiene un punto de goteo de 75.2°C como se mide por una Celda de Punto de Goteo Mettler FP83HT conectada a un Procesador Central FP80HT. El producto tuvo una viscosidad de fusión de 62.3 centipoises, como se mide a 150°C en un viscómetro Brookfield RVTD que corre a 30 rpm con un husillo #18 (velocidad de cizalla de 66 seg."1). El producto tuvo un número ácido de 4.8 y un número amina de 0.4. Ejemplo II El Ejemplo I se repitió esencialmente, esta vez substituyendo una cantidad equimolar de decilamina para la estearilamina. El producto tuvo un punto de goteo de 74.2°C, una viscosidad de fusión a 150°C de 76.1 centipoises, un número ácido de 5.22, y un número amina de 0.27. El producto fue transparente y algo pegajoso. Ejemplo 1X1 El Ejemplo I se repitió esencialmente, esta vez los reactivos consisten de 2 equivalentes de estearilamina, 3.5 equivalentes de ácido dímero UNIDYME 14, 0.5 equivalente de ácido sebásico y 2 equivalentes de etilen diamina. El producto tuvo un punto de goteo de 114.5°C, una viscosidad de fusión a 150 °C de 59.8 centipoises, un número ácido de 3.1 y un número de amina de 1.6. Ejemplo IV El Ejemplo I se repitió esencialmente, esta vez substituyendo etanolamina por la mitad de la cantidad total de etilen diamina (en una base equivalente). El producto tuvo un punto de goteo de 112.9°C, una viscosidad de fusión a 150°C de 34 cp, un número ácido de 9.6 y un número de amina inferior a 1.0. Ejemplo V El Ejemplo I esencialmente se repitió esta vez substituyendo Jeffamine D-400 por la mitad de la cantidad total de etilen diamina (en una base equivalente). El producto tuvo un punto de goteo de 54.7QC, una viscosidad de fusión a 150"c de 48 cp, un número ácido de menos de 1.0 y un número de amina de 14. Pueden realizarse diversas modificaciones en los detalles de las diversas modalidades de las composiciones para la presente invención, todo dentro del alcance y espíritu de la invención como se define por las reivindicaciones anexas.

Claims (19)

1. REIVINDICACIONES 1. Una composición de resina poliamida para utilizar en tintas de impresión con fusión en caliente, la resina poliamida comprende el producto de reacción de una polimerización con condensación, de una mezcla de reacción que esencialmente consiste de (1) una monoamina, (2) un diácido y (3) un tercer componente seleccionado del grupo que consiste de (a) diaminas, (b) aminoalcoholes y (c) sus mezclas; la resina poliamida tiene una viscosidad inferior a aproximadamente 500 centipoises a 130"C y un peso molecular promedio numérico inferior a aproximadamente 2500. 2. Una resina poliamida de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la mezcla de reacción comprende una proporción molar de 1.6-2.4 moles de monoamina: 1.6-
2. 2.4 moles de diácido: 0.8-1.2 moles de tercer componente.
3. 3. Una resina poliamida de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la mezcla de reacción comprende una proporción molar de 2 moles de monoamina: 2 moles de diácido: 1 mol de tercer componente.
4. 4. Una resina poliamida <Je conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el diácido comprende aproximadamente 70 a 100 por ciento equivalente de ácido dímero y de aproximadamente 30 a 0 por ciento equivalente de un diácido lineal.
5. 5. Una resina poliamida de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la monoamina tiene la fórmula Ri-NH2 y en donde Rx es alquilo con 1 a 22 átomos de carbono.
6. 6. Una resina poliamida de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque Rx es alquilo con 14 a 22 átomos de carbono.
7. 7. Una resina poliamida de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque Rx es estearilo.
8. 8. Una resina poliamida de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el diácido tiene la fórmula H00C-R2-C00H en donde R2 se elige del grupo que consiste de grupos alifáticos con 34 átomos de carbono ramificados divalentes derivados de ácido dímero, y grupos alifáticos con 6 a 10 átomos de carbono lineales divalentes.
9. 9. Una resina poliamida de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la diamina tiene la fórmula Hj -Rs-NHj y en donde R3 se elige del grupo que consiste de grupos alifáticos con 2 a 6 átomos de carbono lineales divalentes y grupos alifáticos con 32 a 36 átomos de carbono.
10. 10. Una resina poliamida de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque tiene una viscosidad a 130°C, inferior a aproximadamente 250 centipoises.
11. 11. Una resina poliamida de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque tiene una viscosidad a 130°C, inferior a aproximadamente 100 centipoises.
12. 12. Una resina poliamida de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la mezcla de reacción está substancialmente libre de monoácido.
13. 13. Una composición de resina poliamida preparada al contactar en una mezcla de reacción: (a) 0.8-1.2 equivalentes reactivos de una monoamina que tiene la fórmula Ri-NH2 en donde Rx es hidrocarbilo con 1 a 22 átomos de carbono monovalente; (b) 1.8-2.2 equivalentes reactivos de un ácido dicarboxílico de la fórmula H00C-R2-C00H, en donde R2 es un grupo hidrocarbilo con 1 a 34 átomos de carbono divalente; y (c) 0.8-1.2 equivalentes reactivos de una diamina de la fórmula H2N-R3-NH2 en donde R3 representa hidrocarbilo con 2 a 36 átomos de carbono, divalente.
14. 14. Una resina poliamida de conformidad con la reivindicación 13 caracterizada porque la mezcla de reacción comprende ácido dímero, estearilamina y etilen diamina.
15. 15. Una resina poliamida de conformidad con la reivindicación 13 caracterizada porque tiene un punto de fusión inferior a aproximadamente 115°C.
16. 16. Una resina poliamida de conformidad con la reivindicación 13 caracterizada porque tiene una viscosidad a 130"C inferior a aproximadamente a 250 centipoises.
17. 17. Una resina poliamida de conformidad con la reivindicación 13 caracterizada porque tiene una viscosidad a 130°C inferior a aproximadamente a 100 centipoises.
18. 18. Una composición de tinta para inyección de tinta con fusión en caliente, caracterizada porque comprende: (a) una resina poliamida que comprende el producto de reacción de una polimerización con condensación de una mezcla de reacción que esencialmente consiste de (1) una monoamina, (2) un diácido y (3) un tercer componente seleccionado del grupo que consiste de (a) diaminas, (b) aminoalcoholes y (c) mezclas de los mismos; la resina poliamida tiene una viscosidad inferior a aproximadamente 500 centipoises a 130ßC y tiene un peso molecular promedio numérico inferior a aproximadamente 2500; y (b) al menos un colorante.
19. 19. Una composición de impresión con fusión en caliente de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque además comprende al menos un diluyente seleccionado del grupo que consiste de monoamidas, bisamidas, esteres, alcanol esteres y sus mezclas.