Proceso de impresión de tinta termosensible con alta viscosidad.

Método de impresión de un diseño mediante una impresora de inyección de tinta que utiliza sólidos de colorante activables por calor, que incluye las etapas de:

preparación de una tinta líquida adecuada para su uso en un impresora de inyección de tinta que usa tinta líquida, dicha tinta líquida comprende agua, partículas de sólidos de colorante activables por calor y un agente de control de la viscosidad, donde la tinta líquida tiene una viscosidad no inferior a 6,0 mPa.s

(centipoise), donde los sólidos de colorante activables por calor son escasamente solubles en el agente de control de la viscosidad,

alimentación de la impresora de inyección de tinta que imprime tinta líquida con dicha tinta líquida;

impresión de dicha tinta líquida en una imagen deseada mediante dicha impresora de inyección de tinta en un sustrato para formar una imagen, donde las partículas de los sólidos de colorante activables por calor son sólidos en el momento de la impresión; y activación por calor de los sólidos de colorante activables por calor, donde, después de la activación por calor, la imagen tiene una densidad óptica no inferior a 1,25 cuando se mide por un densitómetro X-Rite, caracterizado por el hecho de que el agente de control de la viscosidad comprende no menos de 15% en peso de la tinta líquida y no menos del 95% de las partículas de sólidos de colorante activados por calor tienen un diámetro de 0,05 micras o superior.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2010/041511.

Solicitante: SAWGRASS TECHNOLOGIES, INC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 2233 Highway 17 North Mount Pleasant, South Carolina 29466 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: XU, MING.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > IMPRENTA; MAQUINAS COMPONEDORAS DE LINEAS; MAQUINAS... > MAQUINAS DE ESCRIBIR; MECANISMOS DE IMPRESION SELECTIVA,... > Máquinas de escribir o mecanismos de impresión... > B41J2/175 (Sistemas de alimentación de tinta)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS,... > Tintas > C09D11/02 (Tintas de impresión (C09D 11/30 tiene prioridad))

PDF original: ES-2529415_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Proceso de impresión de tinta termosensible con alta viscosidad Campo de la invención [0001] Esta invención se refiere a un método de impresión de inyección de tinta de colorantes activables por calor.

La impresión digital de inyección de tinta se ha usado mucho en muchas aplicaciones. Su calidad de imagen refinada, en comparación con tecnologías análogas convencionales tales como la impresión offset, serigrafía, impresión litográfica, tecnologías de impresión de inyección de tinta digitales genera resultados más convenientes, eficaces y limpios con respecto al medio ambiente.

No obstante, impresión digital acuosa sobre materiales diferentes del papel puede ser inferior a otros procesos debido a la falta de intensidad de color y velocidad debido a algunos defectos de los métodos de impresión de inyección de tinta digital. Entre ellos está la baja viscosidad, tintas acuosas con bajo contenido colorante especialmente con gotitas de pequeño tamaño se requiere mucho más material de tinta para generar la imagen final comparable. Este problema es mayor cuando los colorantes usados en la tinta de inyección de tinta no son colorantes solubles, sino pigmentos u otros colorantes insolubles. La alta saturación de color y la llamada súper saturación de la imagen de color puede ser difícil de conseguir cuando se usan estas tintas de inyección de tinta.

Un medio para crear tinta acuosa es añadir agentes de control de la viscosidad que sean polímeros sintéticos naturales con alto peso molecular, glicoles solubles en agua o mezclables con viscosidad más alta, alcoholes altos, acompañados por concentraciones más altas de colorantes. Diferentes problemas están asociados a tal método simple. El uso de polímeros de alto peso molecular puede dar como resultado un sistema acuoso que se desvía de requisitos de propiedad física de la impresora de inyección de tinta usada para imprimir la tinta, tal como comportamiento de fluido newtoniano. Por lo tanto, la tinta responde indebidamente al mecanismo de inyección. El polímero de alto peso molecular en combinación con niveles aumentados de colorantes, especialmente colorantes de tipo no-soluble, puede crear atascado de las boquillas del cabezal de impresión, incluso cuando se usa tecnología de cabezal de impresión nueva diseñada para tintas de viscosidad más alta, dado que tales impresoras no están específicamente diseñadas para su uso con colorantes que sean sólidos cuando se imprimen.

Colorantes activables por calor se han usado en impresión de inyección de tinta digital. La calidad de imagen depende de cuán efectiva y eficazmente los colorantes activables por calor se transfieren o fijan al sustrato. Hale et al., patente EE.UU. nº 5.642.141 y Xu et al., patente EE.UU. nº 5.488.907 enseñan métodos de impresión de inyección de tinta que utilizan sólidos de tinte activables por calor finamente divididos. Estos métodos incorporan una tinta que tiene una viscosidad generalmente de alrededor de 2 a 4 mPa.s (cP) a temperatura ambiente. Estas patentes no enseñan específicamente cómo crear una tinta de eficiencia de transferencia alta usando colorantes activables por calor de y con viscosidad relativamente más alta. El documento US 6284004 B1 divulga un procedimiento de impresión de inyección de tinta que utiliza tintas que comprenden un tinte disperso. Las tintas usadas no son adecuadas para producir imágenes de calidad alta en un cabezal de impresión de inyección de tinta moderno de gran formato.

Las tintas de inyección de alta viscosidad pueden suponer más problemas para las tintas activables por calor cuando una concentración alta de colorante está presente. Agentes para controlar o modificar propiedades físicas de la tinta pueden obstaculizar la eficiencia de la activación por calor del colorante, debido a altos puntos de ebullición, afinidad para el tinte activable por calor a la temperatura de activación, o atrapamiento/encapsulación de la partícula de tinte debido a la estructura de cadena polimérica larga de la sustancia química/agente. Estos temas pueden ser más pronunciados cuando los tamaños de partícula de los colorantes usados en las tintas son muy pequeños. Por ejemplo, una concentración alta de glicerina puede alterar la eficiencia de activación por calor de una partícula de tinte pequeña bajo temperatura y duración de activación por calor normal. Además, un agente espesante, tal como carboximetilcelulosa (CMC) , puede crear un sistema no newtoniano, mientras que también obstaculiza la activación o sublimación del tinte activado por calor.

Los cabezales de impresión de impresora de inyección de tinta, incluyendo los cabezales de goteo por demanda (DOD) de impresión piezoeléctrica, tienen boquillas y orificios de tamaños variables. Estas boquillas y orificios dictan el tamaño de la gotita, la velocidad de impresión y la viscosidad de la tinta inyectable, y también el tolerancia a colorantes no solubles o partículas poliméricas. Una gama apropiada de tamaños de partícula de tinte basada en el tamaño de la boquilla o del orificio es importante al formular las tintas activadas por calor de mayor viscosidad.

Existe la necesidad de una tinta de viscosidad más alta que comprenda sólidos de tinte activables por calor para la impresión digital, incluyendo la impresión por transferencia o la impresión directa, que no obstruya el cabezal de impresión, produzca alta eficiencia de activación por calor y sea segura para el medio ambiente, y que sea adecuada para impresoras de tinta de alta viscosidad, que son impresoras que requieren tintas líquidas con una viscosidad de 5, 0 mPa.s (centipoise) o superior a temperatura ambiente.

Resumen de la presente invención 2

En un primer aspecto, la presente invención es un método de impresión de un diseño según la reivindicación 1.

Se proporciona una tinta de inyección de alta viscosidad que sea útil para imprimir imágenes activables por calor usando impresoras de inyección de tinta tales como las impresoras piezoeléctricas de goteo por demanda. La tinta comprende sólidos de colorante activables por calor que no se activan durante el procedimiento de impresión de inyección de tinta, y se imprimen sobre un sustrato en forma de una imagen que se puede activar y transferir a un sustrato posterior o final aplicando calor y contacto entre los dos sustratos. La tinta se puede activar también por calor sobre el sustrato sin más transferencia aplicando calor a una temperatura que sea adecuada para la activación del colorante.

Descripción detallada de las formas de realización preferidas [0011] Se proporciona una tinta de inyección líquida que tiene una viscosidad preferida de no menos de 6, 0 (cP) mPa.s, y puede tener una viscosidad de 6 a 100 mPa.s (cps) , con contenido de agua total de no menos del 30% en peso de la formulación de tinta total. Un margen de viscosidad preferido es de 7 mPa.s (cP) a 30 mPa.s (cP) . Un colorante activable por calor está presente en la tinta tal y como se imprime en forma de partículas o fracciones sólidas. La cantidad específica de colorante (s) se suministra para conseguir la intensidad de color apropiada y calidad de imagen con activación por calor. El colorante se prefiere que vaya de 1% a 15% en peso de la formulación de tinta total.

En una forma de realización, la tinta contiene una cantidad sustancial de solventes/cosolventes de control de viscosidad tales como diol, triol, glicoles, poliol, alcohol alto, aminas, poliamina, aminoóxido, etc. bien solos o en la mezcla que incluye pero que no se limita a: glicerina, etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol, caprolacto, polietilenglicol, polipropilenglicol, urea, sorbitol, 2-pirrolidinona, N-metilpirrolidinona,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método de impresión de un diseño mediante una impresora de inyección de tinta que utiliza sólidos de colorante activables por calor, que incluye las etapas de:

preparación de una tinta líquida adecuada para su uso en un impresora de inyección de tinta que usa tinta líquida, dicha tinta líquida comprende agua, partículas de sólidos de colorante activables por calor y un agente de control de la viscosidad, donde la tinta líquida tiene una viscosidad no inferior a 6, 0 mPa.s (centipoise) , donde los sólidos de colorante activables por calor son escasamente solubles en el agente de control de la viscosidad, alimentación de la impresora de inyección de tinta que imprime tinta líquida con dicha tinta líquida;

impresión de dicha tinta líquida en una imagen deseada mediante dicha impresora de inyección de tinta en un sustrato para formar una imagen, donde las partículas de los sólidos de colorante activables por calor son sólidos en el momento de la impresión; y activación por calor de los sólidos de colorante activables por calor, donde, después de la activación por calor, la imagen tiene una densidad óptica no inferior a 1, 25 cuando se mide por un densitómetro X-Rite, caracterizado por el hecho de que el agente de control de la viscosidad comprende no menos de 15% en peso de la tinta líquida y no menos del 95% de las partículas de sólidos de colorante activados por calor tienen un diámetro de 0, 05 micras o superior.

2. Método de impresión de un diseño mediante una impresora de inyección de tinta que utiliza sólidos de colorante activables por calor, según la reivindicación 1, donde un límite superior de una distribución de tamaños de partícula de partículas de los sólidos de colorante activables por calor es una función de la vía de tinta más estrecha dentro de un cabezal de impresión de un impresora de inyección de tinta usada para imprimir la tinta líquida, y el peso total de los sólidos de colorante activables por calor para el peso total de la tinta líquida, según la siguiente fórmula:

** (Ver fórmula) **

donde, Ï es la vía de tinta más estrecha dentro del cabezal de impresión tal como diámetro de boquilla/orificio D es el tamaño de partícula presentado como 95% de la distribución del tamaño de partícula total, y f es la fracción de peso de colorante del peso de la formulación total (<1) .

3. Método de impresión de un diseño mediante una impresora de inyección de tinta que utiliza sólidos de colorante activables por calor, según cualquiera de reivindicaciones 1 o 2, donde el peso del agente de control de la viscosidad presente en un volumen de tinta activable por calor es al menos tres veces el peso del colorante activable por calor presente en el volumen de tinta activable por calor.

4. Método de impresión de un diseño mediante una impresora de inyección de tinta que utiliza sólidos de colorante activables por calor, según cualquiera de reivindicaciones 1 o 2, donde el agente de control de la viscosidad es glicol y el peso del glicol presente en un volumen de tinta activable por calor es al menos tres veces el peso del colorante activable por calor presente en el volumen de tinta activable por calor.

5. Método de impresión de un diseño mediante una impresora de inyección de tinta que utiliza sólidos de colorante activables por calor, según cualquiera de reivindicaciones 1 a 4, donde el peso del agente de control de la viscosidad presente en un volumen de tinta activable por calor es 15-60% del peso total del volumen de tinta activable por calor.

6. Método de impresión de un diseño mediante una impresora de inyección de tinta que utiliza sólidos de colorante activables por calor, según cualquiera de reivindicaciones 1 a 5, donde la temperatura de activación por calor del colorante no es sustancialmente superior al punto de ebullición del agente de control de la viscosidad.

7. Método de impresión de un diseño mediante una impresora de inyección de tinta que utiliza sólidos de colorante activables por calor, según cualquiera de reivindicaciones 1 a 5, donde la temperatura de activación por calor del colorante no más de 11, 1 K (20 grados Fahrenheit) superior al punto de ebullición del agente de control de la viscosidad.

8. Método de impresión de un diseño mediante una impresora de inyección de tinta que utiliza sólidos de colorante activables por calor, según cualquiera de reivindicaciones 1 a 5, donde sustancialmente todas las partículas del colorante que tienen un diámetro inferior a 50 nanómetros se excluyen de la tinta.