Líquidos y tintas curables para aplicaciones a juguetes y embalajes de alimentos.

Un líquido curable por radicales libres para la impresión por inyección de tinta de materiales de envasado dealimentos que no contiene un iniciador,

en el que la composición polimerizable del líquido consiste esencialmente en :

a) 25-100% en peso de uno o más compuestos polimerizables A que comprenden al menos un grupo acrilatoG1 y al menos un segundo grupo funcional polimerizable etilénicamente insaturado G2 seleccionado del grupoque consiste en un grupo viniléter, un grupo aliléter y un grupo aliléster,

b) 0-55% en peso de uno o más compuestos polimerizables B seleccionado(s) del grupo que consiste enacrilatos monofuncionales y acrilatos difuncionales, y

c) 0-55% en peso de uno o más compuestos polimerizables C seleccionado(s) del grupo que consiste enacrilatos trifuncionales, acrilatos tetrafuncionales, acrilatos pentafuncionales y acrilatos hexafuncionales, con lacondición de que si el porcentaje en peso de los compuestos B es >24% en peso, el porcentaje en peso de loscompuestos C sea >1% en peso,

y en el que todos los porcentajes en peso de A, B y C están basados en el peso total de la composiciónpolimerizable,

con la condición de que al menos un compuesto polimerizable B o C sea presente en la composiciónpolimerizable, y

en el que la composición polimerizable incluye un agente tensioactivo fluorado polimerizable, un agentetensioactivo polimerizable basado en silicona o un inhibidor polimerizable.

Líquidos y tintas curables para aplicaciones a juguetes y embalajes de alimentos.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a tintas curables, más particularmente a tintas de inyección curables y a su uso en métodos de impresión por inyección de tinta, para aplicaciones en juguetes y de envasado de alimentos.

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.

Cuando se expulsa la tinta de inyección sobre un receptor de tinta, la tinta incluye típicamente un vehículo líquido y uno o más sólidos, tales como tintes, pigmentos o polímeros. Las composiciones de tinta pueden dividirse aproximadamente en:

• basadas en agua, el mecanismo de secado implica la absorción, penetración y evaporación;

• basadas en disolvente, el secado implica esencialmente la evaporación;

• basadas en aceite, el secado implica la absorción y penetración;

• fusión en caliente (‘hot melt’) o cambio de fases, en las que la tinta es líquida a la temperatura de eyección pero sólida a temperatura ambiente y en la que el secado se reemplaza por solidificación; y

• curables por UV, en las que el secado se reemplaza por polimerización.

Debe estar claro que los primeros tres tipos de composiciones de tinta son más adecuados para un medio receptor absorbente, mientras que las tintas de fusión en caliente y las tintas curables por UV pueden imprimirse también sobre receptores de tinta no absorbentes. Debido a los requisitos térmicos que plantean las tintas de fusión en caliente en los sustratos, especialmente las tintas curables por radiación se han ganado el interés de la industria en aplicaciones de impresión por inyección de tinta.

Los residuos que pueden migrar en las capas curadas de tinta de inyección en juguetes o en envasado de alimentos, pueden presentar un riesgo sanitario y, en consecuencia, deben mantenerse en un mínimo absoluto. En general, las tintas curables por UV contienen colorantes, monómeros, fotoiniciadores y sinergistas de polimerización. Las medidas conocidas para reducir los extraíbles del sistema de fotoiniciación de las capas de tinta curadas incluyen el uso de fotoiniciadores poliméricos o copolimerizables y sinergistas, en lugar de los compuestos de bajo peso molecular habituales.

Por ejemplo, el documento US 2006014848 (AGFA) describe tintas de inyección curables por radiación, que comprenden un co-iniciador polimérico que comprende un núcleo de polímero dendrítico con al menos un grupo funcional co-iniciador como grupo final. Las aminas alifáticas y aminas aromáticas se incluyen como grupos funcionales de co-iniciación. La arquitectura de polímero dendrítico permite obtener un bajo contenido de extraíbles y, al mismo tiempo, minimizar el aumento de viscosidad de la tinta.

Los colorantes usados en las tintas de inyección curables pueden ser tintes, aunque generalmente son pigmentos de color que junto con un dispersante polimérico fijado a la superficie del pigmento normalmente son muy difíciles de extraer. El problema remanente para los extraíbles incluye los monómeros. El uso de oligómeros polimerizables o polímeros reticulables, en lugar de monómeros de bajo peso molecular, sólo es posible hasta una cierta cantidad en la tinta, debido a las limitaciones de la impresión por inyección de tinta, que requiere que las tintas posean una baja viscosidad a la temperatura de eyección.

En general, las tintas de inyección curables se curan por radiación. El curado térmico y el curado por haz de electrones de las tintas de inyección son alternativas para el curado por radiación más preferido, más particularmente curado por radiación UV. El mecanismo de polimerización normalmente es polimerización por radicales libres o polimerización catiónica. Hay una creencia generalizada de que las tintas de inyección catiónicas serían más adecuadas para aplicaciones de envasado de alimentos. Las tintas de inyección catiónicas tienden a polimerizar más lentamente que las tintas de inyección polimerizables por radicales libres, pero en una mayor extensión. Esto significa que las tintas de inyección curables por radicales libres polimerizan mucho más rápido, pero la capa de imagen curada contiene más extraíbles, es decir, monómeros no reaccionados

El documento US 6803112 (SUN CHEMICAL) describe un método para producir una película de envasado de bajo contenido de extraíbles, a partir de una composición acuosa curable por radiación actínica, que contiene un compuesto soluble en agua que tiene, al menos, un grupo polimerizable por radiación, a, º-etilénicamente insaturado, y agua como componentes esenciales, realizado mediante la aplicación de la composición acuosa a una superficie que después se irradia en una sola etapa con radiación actínica en presencia del agua, formando de esta manera una película curada en la que menos de 50 ppb del compuesto soluble en agua, o sus componentes residuales, pueden extraerse mediante un simulante alimentario.

La volatilidad de algunos de estos monómeros en las tintas de inyección curables contribuye también a olores desagradables desde la materia impresa. Para aplicaciones de impresión no alimentarias, estos olores desagradables se han camuflado por adición de desodorantes. Por ejemplo, el documento US 2005287476 (KONICA MINOLTA) describe composiciones fotocurables que comprenden un compuesto fotopolimerizable, un fotoiniciador y un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en un desodorante, un perfume y un antioxidante. También el documento EP 1721943 A (FUJI) describe el uso de fragancias en una tinta curable.

Por lo tanto, sería deseable tener tintas de inyección curables que combinen lo mejor de ambas opciones, es decir, la alta velocidad de curado de las tintas de inyección curables por radicales libres y el curado completo de las tintas de inyección curables catiónicamente. Adicionalmente, continúa existiendo una necesidad de tintas de inyección curables por radiación que no provoquen un mal olor, sin añadir desodorantes o perfumes.

Descripción de la invención

Objetos de la invención

Un objeto de la invención es proporcionar tintas de inyección que presenten un curado completo mejorado y una alta velocidad de curado, haciéndolas más adecuadas para aplicaciones de envasados de alimentos.

Otro objeto de la invención es proporcionar tintas de inyección que presenten una buena estabilidad.

Otro objeto de la invención es proporcionar una materia impresa que no presente o apenas presente olores desagradables, sin usar desodorantes para enmascarar el olor desagradable.

Estos y otros objetos de la invención resultarán evidentes a partir de la descripción posterior en este documento.

Resumen de la invención

Se encontró que las tintas de inyección presentaban un curado completo mejorado y una alta velocidad de curado, así como adhesión mejorada y una reducción de olores desagradables usando una composición específica que comprende una cantidad suficiente de monómeros específicos. Se encontraron cantidades muy bajas de extraíbles después del curado completo, lo que abría la perspectiva para las aplicaciones de tinta de inyección curable por radiación para alimentos y juguetes.

Los objetos de la invención se han conseguido con un líquido curable por radicales libres tal y como se define en la reivindicación 1.

Los objetos de la invención se han conseguido también con un método de impresión por inyección de tinta tal y como se define en la reivindicación 11.

Otras ventajas y realizaciones de la presente invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción.

Definiciones

El término “tinte”, tal y como se utiliza en la... [Seguir leyendo]

2. 100% en peso de uno o más compuestos polimerizables A que comprenden al menos un grupo acrilato G1 y al menos un segundo grupo funcional polimerizable etilénicamente insaturado G2 seleccionado del grupo que consiste en un grupo viniléter, un grupo aliléter y un grupo aliléster, 10 b) 0-55% en peso de uno o más compuestos polimerizables B seleccionado (s) del grupo que consiste en acrilatos monofuncionales y acrilatos difuncionales, y c) 0-55% en peso de uno o más compuestos polimerizables C seleccionado (s) del grupo que consiste en acrilatos trifuncionales, acrilatos tetrafuncionales, acrilatos pentafuncionales y acrilatos hexafuncionales, con la condición de que si el porcentaje en peso de los compuestos B es > 24% en peso, el porcentaje en peso de los 15 compuestos C sea > 1% en peso, y en el que todos los porcentajes en peso de A, B y C están basados en el peso total de la composición polimerizable, con la condición de que al menos un compuesto polimerizable B o C sea presente en la composición polimerizable, y 20 en el que la composición polimerizable incluye un agente tensioactivo fluorado polimerizable, un agente tensioactivo polimerizable basado en silicona o un inhibidor polimerizable. 2. El líquido curable por radicales libres de la reivindicación 1, en el que el compuesto A corresponde a la Fórmula (I) : 25

Fórmula (I) en la que : G1 representa un grupo acrilato,

G2 representa un grupo funcional polimerizable etilénicamente insaturado G2 seleccionado de entre el grupo que consiste en un grupo viniléter, un grupo aliléter y un grupo aliléster, GX y GY se seleccionan independientemente de entre el grupo que consiste en G1 y G2, n y m se seleccionan independientemente entre números enteros que tienen un valor de 0 ó 1, y L representa un grupo de enlace (n+m+2) -valente que comprende al menos un átomo de carbono.

3. El líquido curable por radicales libres de la reivindicación 2, en el que los números enteros n y m tienen ambos un valor igual a 0.

4. El líquido curable por radicales libres de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el peso molecular 40 del compuesto A es inferior a 800 Dalton.

5. El líquido curable por radicales libres de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el grupo funcional polimerizable G2 es un grupo viniléter.

45 6. El líquido curable por radicales libres de cualquiera de la reivindicaciones 1 a 5, en el que la composición polimerizable comprende del 60 al 90% en peso de uno o más compuestos polimerizables A y del 10 al 40% en peso de uno o más compuestos polimerizables C.

7. El líquido curable por radicales libres de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el inhibidor 50 polimerizable es un inhibidor de polimerización fenólico polimerizable que corresponde a la Fórmula (II) :

Fórmula (II)

en la que : R representa un átomo de hidrógeno o un grupo metilo, X representa O o NR1, m representa 0 ó 1, n representa un número entero de 1 a 5,

o representa un número entero de 1 a 6, A representa un resto fenólico sustituido o no sustituido, L representa un grupo de enlace (n+o) -valente que comprende como máximo 20 átomos de carbono, R1 representa un grupo seleccionado de entre el grupo que consiste en un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo sustituido o no sustituido, un grupo alquenilo sustituido o no sustituido, un grupo alquinilo sustituido o no sustituido, un grupo aralquilo sustituido o no sustituido, un grupo alcarilo sustituido o no sustituido, un grupo arilo sustituido o no sustituido y un grupo heteroarilo sustituido o no sustituido.

8. Una tinta curable por radicales libres para impresión por inyección de tinta que comprende un colorante y el líquido curable por radicales libres de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.

9. La tinta curable por radicales libres de la reivindicación 8, en la que el colorante es un pigmento.

10. Un material de envasado para aplicaciones alimentarias que tiene una capa curada de la tinta curable por radicales libres de las reivindicaciones 8 ó 9.

11. Un método de impresión por inyección de tinta que comprende la etapa de aplicar una capa que comprende una composición polimerizable tal y como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 sobre un sustrato, en el que la capa se cura por un haz de electrones.

12. El método de impresión por inyección de tinta de la reivindicación 11, en el que la capa comprende un pigmento.

13. El método de impresión por inyección de tinta de la reivindicación 11 ó 12, en el que la capa es una capa blanca que contiene preferiblemente un pigmento de dióxido de titanio.

14. Uso de la composición polimerizable tal y como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 para reducir los olores desagradables a partir de la materia impresa.