Un método de impresión por inyección de tinta de paso único que comprende las siguientes etapas :

a) proporcionar un conjunto de tintas de inyección curables por radiación que comprende al menos una primera tinta de inyección curable por radiación y una segunda tinta de inyección curable por radiación que tienen una tensión superficial dinámica máxima de 30 mN/m, medida por tensiometría de presión máxima de burbuja a una edad de superficie de 50 ms y a una temperatura de 25°C,

b) eyectar una primera tinta de inyección curable por radiación sobre un receptor de tinta de inyección que se desplaza a una velocidad de impresión de al menos 35 m/min., c) curar, al menos parcialmente, la primera tinta de inyección sobre el receptor de tinta dentro de un rango de 40 a 500 ms después de que la primera tinta de inyección se depositase sobre el receptor de tinta,

d) eyectar una segunda tinta de inyección curable por radiación sobre la primera tinta de inyección al menos parcialmente curada, y

e) curar, al menos parcialmente, la segunda tinta de inyección dentro de un rango de 40 a 500 ms después de que la segunda tinta de inyección se depositase sobre el receptor de tinta.

Método de impresión por inyección de tinta de paso único.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención hace referencia a métodos de impresión por inyección de tinta de paso único que presentan una alta calidad.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la impresión por inyección de tinta, las gotas pequeñas de fluido de tinta se proyectan directamente sobre una superficie receptora de tinta sin contacto físico entre el dispositivo de impresión y el receptor de tinta. El dispositivo de impresión almacena los datos de impresión electrónicamente y controla un mecanismo para eyectar las gotas a modo de imagen. La impresión se consigue moviendo un cabezal de impresión a través del receptor de tinta o viceversa o ambos

En un proceso de impresión de paso único, normalmente los cabezales de impresión por inyección de tinta cubren todo el ancho del receptor de tinta, por lo que pueden permanecer inmóviles mientras la superficie receptora de tinta se transporta bajo los cabezales de impresión por inyección de tinta. Este proceso permite imprimir a una velocidad elevada siempre que sea posible obtener una buena calidad de imagen en una amplia variedad de receptores de tinta.

La composición de la tinta de inyección depende del método de impresión por inyección de tinta utilizado y de la naturaleza del receptor de tinta que va a imprimirse. Las tintas curables por UV son más adecuadas para los receptores de tinta no absorbentes que, por ejemplo, las tintas de inyección acuosas o basadas en disolventes. Sin embargo, el comportamiento y la interacción de una tinta curable por UV en un receptor de tinta sustancialmente no absorbente resultó ser bastante complicado en comparación con tintas acuosas o tintas basadas en un disolvente en receptores de tinta absorbentes. En particular, una difusión óptima y controlada de la tinta en el receptor de tinta demostró ser problemática.

El documento EP 1199181 A (TOYO INK) describe un método de impresión por inyección de tinta sobre una superficie de un sustrato de resina sintética que comprende las siguientes etapas:

1. aplicar un tratamiento superficial sobre la superficie con el fin de dotarla de una energía libre superficial específica de 65-72 mJ/m2

2. proporcionar una tinta curable mediante haz de energía de activación con una tensión superficial de 25-40 mN/m

3. descargar la tinta sobre la superficie que tiene una energía libre superficial específica con un dispositivo de impresión por inyección de tinta formando así partes imprimidas con dicha tinta sobre la superficie y

4. proyectar un haz de energía de activación sobre las partes imprimidas.

El método descrito en el documento EP 1199181 A (TOYO INK) parece mostrar que la energía superficial de la superficie receptora de tinta debe ser superior a la energía superficial de la tinta. Aún así, en los ejemplos, aunque la energía superficial de los cuatro sustratos de resina sintética sin tratar (ABS, PBT, PE y PS) era superior a la energía superficial de las cuatro tintas distintas, no se observó una buena “calidad de imagen”, es decir, una buena propagación de la tinta. Los tratamientos superficiales utilizados en los ejemplos para aumentar la energía libre superficial del receptor de tinta fueron tratamientos de corona y tratamientos de plasma. Puesto que la vida útil de estos tratamientos superficiales es bastante limitada, resulta más ventajoso incorporar el equipo de tratamiento superficial a la impresora de inyección de tinta, lo que convierte a dicha impresora en un dispositivo más complejo y menos económico.

El documento EP 2053104 A (AGFA GRAPHICS) describe un método de impresión por inyección con tintas curables por radiación para fabricar bolsas de plástico impresas utilizando una impresora de inyección de paso único, en la que un sustrato polimérico imprimado presenta una energía superficial Ssub al menos 4 mN/m inferior a la tensión superficial SLiq del fluido de impresión por inyección de tinta curable por radiación no acuoso.

Por lo general, la tensión superficial utilizada para caracterizar una tinta de inyección es su tensión superficial “estática”. Sin embargo, la impresión por inyección de tinta es un proceso dinámico en el que la tensión superficial cambia notablemente en un periodo de tiempo medido en decenas de milisegundos. Las moléculas activas superficiales se dispersan u orientan en superficies de nueva formación a distintas velocidades. Dependiendo del tipo de molécula y del medio que la rodea, reducen la tensión superficial a ritmos distintos. Estas superficies de nueva formación no solo incluyen la superficie de la gota de tinta que sale de la boquilla de un cabezal de impresión, sino que también incluyen la superficie de la gota de tinta que se deposita sobre el receptor de tinta. La tensiometría de presión máxima de burbuja es la única técnica que permite medir las tensiones superficiales dinámicas de las soluciones tensioactivas en el breve rango temporal de los milisegundos. Un tensiómetro de anillo o placa tradicional no es capaz de medir estos cambios tan rápidos.

El documento EP 1645605 A (TETENAL) describe una tinta de inyección endurecida por radiación en la que la tensión superficial dinámica del primer segundo debe caer hasta al menos 4 mN/m con el fin de mejorar la adhesión sobre una amplia variedad de sustratos. Según el párrafo [0026], la tensión superficial dinámica de la tinta medida mediante tensiometría de presión máxima de burbuja fue de 37 mN/m a una edad de superficie de 10 ms y 30 mN/m a una edad de superficie de 1.000 ms.

La propagación de una tinta de inyección curable por UV sobre un receptor de tinta puede además controlarse mediante un curado parcial o un tratamiento de “curado por fijación”, en el que la gota de tinta se “fija”, es decir, se inmoviliza y se evitan posibles propagaciones adicionales. Por ejemplo, el documento WO 2004/002746 (INCA) describe un método de impresión por inyección de tinta para imprimir una zona de un sustrato en diversos pasos utilizando una tinta curable. Este método consiste en depositar un primer paso de tinta en la zona; curar parcialmente la tinta depositada en el primer paso; depositar un segundo paso de tinta en la zona; y curar por completo la tinta en la zona.

El documento WO 03/074619 (DOTRIX/SERICOL) describe un proceso de impresión por inyección de tinta de paso único que comprende las etapas de aplicar una primera gota de tinta a un sustrato y posteriormente aplicar una segunda gota de tinta sobre la primera gota de tinta sin solidificación intermedia de la primera gota de tinta. En este proceso la viscosidad, la tensión superficial o la velocidad de curado de la primera y la segunda gota son distintas. En estos ejemplos, se describió el uso de una impresora de inyección de paso único de alta velocidad para imprimir tintas curables por UV sobre un sustrato de PVC mediante un proceso de impresión de húmedo sobre húmedo, en el que la primera gota de tinta y las gotas de tinta posteriores no se curan, es decir, no se irradian antes de aplicar la siguiente gota de tinta. De este modo se consigue aumentar la propagación de la tinta gracias al aumento del volumen de tinta de las gotas de tinta combinadas en el sustrato. Sin embargo, aunque es posible aumentar la propagación de la tinta de esta manera, las gotas próximas del receptor de tinta tienden a coalescer y sangrar las unas sobre las otras, especialmente sobre receptores de tinta no absorbentes que tienen una energía superficial pequeña.

Se observan problemas de homogeneidad de la brillantez al aumentar la velocidad de impresión, como, por ejemplo, en la impresión de inyección de tinta de paso único. El documento EP 1930169 A (AGFA GRAPHICS) describe un método de impresión por inyección de tinta curable por UV que utiliza un primer conjunto de pasos de impresión durante los cuales se realiza un curado parcial, seguido de un segundo conjunto de pasos durante los cuales no se realiza un curado parcial con el fin de mejorar la homogeneidad de la brillantez.

Por tanto, es deseable poder imprimir imágenes con inyección de tinta, en especial sobre receptores de tinta no absorbentes que tienen una energía superficial pequeña, mediante una impresión de inyección de tinta de paso único que presente una propagación de tinta suficiente sin necesidad de contar... [Seguir leyendo]

1. Un método de impresión por inyección de tinta de paso único que comprende las siguientes etapas :

a) proporcionar un conjunto de tintas de inyección curables por radiación que comprende al menos una primera tinta de inyección curable por radiación y una segunda tinta de inyección curable por radiación que tienen una tensión superficial dinámica máxima de 30 mN/m, medida por tensiometría de presión máxima de burbuja a una edad de superficie de 50 ms y a una temperatura de 25°C,

b) eyectar una primera tinta de inyección curable por radiación sobre un receptor de tinta de inyección que se desplaza a una velocidad de impresión de al menos 35 m/min., c) curar, al menos parcialmente, la primera tinta de inyección sobre el receptor de tinta dentro de un rango de 40 a 500 ms después de que la primera tinta de inyección se depositase sobre el receptor de tinta,

d) eyectar una segunda tinta de inyección curable por radiación sobre la primera tinta de inyección al menos parcialmente curada, y

e) curar, al menos parcialmente, la segunda tinta de inyección dentro de un rango de 40 a 500 ms después de que la segunda tinta de inyección se depositase sobre el receptor de tinta.

2. El método de impresión por inyección de tinta de paso único de la reivindicación 1, en el que el receptor de tinta de inyección es un receptor de tinta de inyección sustancialmente no absorbente.

3. El método de impresión por inyección de tinta de paso único de la reivindicación 1 o 2, en el que el receptor de tinta de inyección se desplaza a una velocidad mínima de impresión de 50 m/min.

4. El método de impresión por inyección de tinta de paso único de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la primera tinta de inyección y/o la segunda tinta de inyección se cura al menos parcialmente dentro de 200 ms.

5. El método de impresión por inyección de tinta de paso único de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el tratamiento de curado al menos parcial de la primera tinta de inyección y/o la segunda tinta de inyección comienza después de al menos 100 ms.

6. El método de impresión por inyección de tinta de paso único de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la primera tinta de inyección y/o la segunda tinta de inyección contiene al menos 0, 6% en peso de un tensioactivo de silicona con respecto al peso total de la tinta.

7. El método de impresión por inyección de tinta de paso único de la reivindicación 6, en el que el tensioactivo de silicona es un tensioactivo de polidimetilsiloxano modificado con poliéter.

8. El método de impresión por inyección de tinta de paso único de la reivindicación 6 o 7, en el que el tensioactivo de silicona es un tensioactivo de silicona polimerizable.

9. El método de impresión por inyección de tinta de paso único de la reivindicación 8, en el que el tensioactivo de silicona polimerizable es un (met) acrilato modificado con silicona o un siloxano (met) acrilado.

10. El método de impresión por inyección de tinta de paso único de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la primera tinta de inyección y la segunda tinta de inyección tienen una tensión superficial estática máxima de 24 mN/m.

11. El método de impresión por inyección de tinta de paso único de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que la primera y segunda tinta de inyección parcialmente curadas se someten a un tratamiento de curado final dentro de 2, 5 s.

12. Un aparato configurado para realizar el método de impresión por inyección de tinta de paso único de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.

13. El aparato de la reivindicación 12, en el que el curado parcial se realiza mediante LEDs ultravioletas.

14. El aparato de la reivindicación 12 o 13, en el que el tratamiento de curado final se realiza por haz de electrones o mediante una lámpara de mercurio.