Formulación de tinta a base de disolvente para la impresión por chorro de tinta,

que está libre de agua y alcoholes alquílicos inferiores, y que comprende

- el 1-25% en peso de uno o más disolventes activos seleccionados de cetonas alifáticas lineales o ramificadas C7-C12, cetonas cíclicas y derivados de ciclohexanona, pirrolidonas y mezclas de los mismos,

- el 50-90% en peso de una mezcla de codisolventes que comprende diluyentes seleccionados de ésteres tales como acetatos, mezclas de ésteres de ácidos grasos, carbonatos y propionatos y mezclas de los mismos, en una cantidad dentro del intervalo del 30% al 80% en peso de la formulación de tinta, y agentes de dilución seleccionados de monoalquil éteres de glicol y dialquil éteres de glicol en una cantidad dentro del intervalo del 20% al 60% en peso de la formulación de tinta,

- el 0,1-10% en peso de un aglutinante de (co)polímero.

- el 0,1-10% en peso de agentes dispersantes/humectantes y

- el 0,1-10% en peso de pigmento; y agentes y

que tiene un punto de inflamación superior a 60ºC

Formulación de tinta para impresión por chorro de tinta a base de disolvente.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una formulación a base de disolvente para tintas para impresión por chorro de tinta, es decir para tintas que van a usarse en impresoras de chorro de tinta. En particular, esta invención se refiere a formulaciones de tinta a base de un sistema que comprende uno o más disolventes orgánicos en contraposición a formulaciones de tinta que contienen polímeros curables por radiación, es decir, a aquellas tintas que están sustancialmente libres de disolvente (denominados sistemas sin disolvente).

Antecedentes de la invención

La impresión por chorro de tinta es una técnica bien conocida que implica imprimir sin que el dispositivo de impresión entre en contacto con el sustrato de impresión (impresión sin impacto). En la presente invención se hace referencia a la tecnología de "goteo por demanda" en la que sólo se crean gotas de tinta cuando se requiere o bien térmica (tecnología térmica) o bien mecánicamente (piezotecnología o tecnología de válvulas) y se lanzan en chorro sobre el sustrato formando pequeños puntos; el sustrato puede ser muy diferente, oscilando desde papel hasta sustratos plastificados tales como etiquetas o sustratos recubiertos o a base de vinilo o poliolefina. Durante la etapa de impresión, los medios pueden calentarse hasta temperaturas de hasta 80ºC.

Debido a esta técnica de impresión peculiar, las tintas para impresión por chorro de tinta tienen requisitos técnicos bastante diferentes de los de las tintas tradicionales; más particularmente, las tintas para impresión por chorro de tinta requieren un control muy preciso de la viscosidad y la tensión superficial y a veces de la conductancia eléctrica.

La conductancia eléctrica es un parámetro fundamental especialmente en la tecnología de chorro de tinta continuo en la que se generan gotas continuamente y luego se cambia a impresión usando dispositivos electroestáticos: a diferencia de la técnica anterior, en la presente invención se ha considerado la conductancia eléctrica como un parámetro importante también en la tecnología de "goteo por demanda".

Se conocen formulaciones de tinta con disolvente y sin disolvente para la impresión por chorro de tinta. Tal como se conoce bien, en una formulación a base de disolvente, el disolvente no reacciona para proporcionar un polímero final, sino que se evapora sin entrar en la formulación de tinta seca final; al contrario de esto, en las formulaciones de tinta curables por radiación, el disolvente se sustituye por oligómeros que se curan para proporcionar un polímero que forma parte de la tinta seca. Un ejemplo de formulaciones de tinta sin disolvente curables se da a conocer en el documento WO 03/027162, en el que la composición curable por UV comprende un agente dispersante curable.

Las formulaciones de la invención son a base de disolvente, es decir están sustancialmente libres de oligómeros curables por radiación que actúan como un medio de disolvente y se obtiene la formación de películas de la tinta mediante la evaporación de un disolvente orgánico. La formulación de la invención está especialmente diseñada para la impresión por chorro de tinta sobre una amplia variedad de sustratos no porosos, tales como sustratos de plástico (especialmente sustratos de vinilo), pero también es adecuada para la impresión sobre metal, vidrio, cerámica, caucho y otros. Sin embargo, estas formulaciones de tinta también pueden usarse sobre medios porosos como papel y madera. Los medios que van a imprimirse pueden estar o bien no recubiertos o bien recubiertos con recubrimientos y capas de imprimación especiales.

Dentro de las tintas a base de disolvente conocidas hay varios problemas que se derivan de la elección del sistema de disolvente que va a usarse. Aunque el agua es un buen disolvente en lo que se refiere a problemas de peligrosidad y con el medio ambiente, también es una fuente de inconvenientes que se derivan del uso del agua como disolvente principal cuando se usa papel como sustrato, concretamente el arrugado y el curvado del papel, y el corrimiento de color.

El documento US-A-4.166.044 se refiere a una composición de tinta sin aglutinante adecuada para la impresión sobre superficies de resina polimérica. La composición de tinta cambia de color en presencia de agua o vapor a temperatura elevada, por lo que también es adecuada como indicador de esterilización o pasteurización. La composición de tinta comprende un colorante, un disolvente, un tensioactivo y un hidrocarburo alifático. El disolvente consiste en agua, un alcohol alifático o su mezcla, y un compuesto orgánico (seleccionado de cetonas cíclicas, amidas, acetales, éteres y ésteres).

El documento EP 0509688 da a conocer una formulación de tinta a base de agua que comprende una cantidad máxima del 20% de un disolvente orgánico que tienen baja presión de vapor, del 0,1 al 10% en peso de un tinte soluble en agua y un vehículo, siendo el resto agua. Se dice que se evita el corrimiento del color mediante el uso de componentes de autoagregación tales como tensioactivos, que pueden generar micelas; la solicitud no menciona los problemas con arrugado y el curvado del papel, que de hecho no se resolvieron.

Otro problema es que las tintas a base de agua tienen rendimientos muy malos sobre sustratos no porosos. Las tintas a base de agua tienen mala adhesión sobre medios no porosos porque el agua no tiene poder disolvente para los materiales no porosos tales como el PVC y otros materiales plásticos, mientras que los disolventes orgánicos lo tienen: esto significa que las tintas a base de disolvente orgánico ofrecen una mejor adhesión sobre estos sustratos que las a base de agua.

Este problema se convierte en un problema principal con el aumento de artículos que van a imprimirse sobre artículos no porosos, plastificados o recubiertos con plástico/vinilo, tales como carteles para publicidad exterior.

Se propuso usar disolventes y codisolventes orgánicos (diluyentes y agentes de dilución) para sustituir al agua, en parte o completamente, en la formulación de tinta. El documento WO 98/13430 da a conocer composiciones de impresión por chorro de tinta que comprenden una resina aglutinante que es adecuada para su uso con etanol o acetona, que son los disolventes preferidos. Las formulaciones dadas a conocer contienen todas aproximadamente el 80-85% en peso de etanol (punto de inflamación 13ºC) y/o acetona (punto de inflamación -20ºC) y, por tanto, son formulaciones altamente inflamables. Por tanto, esta solución demostró no ser satisfactoria porque la cantidad de disolventes orgánicos requeridos dio como resultado formulaciones de tinta que están clasificadas como peligrosas, a menudo inflamables y en ocasiones incluso tóxicas. Tales formulaciones de tinta están sometidas por tanto a estrictas normas para el manejo de dichos materiales.

También se propuso usar "aceites" (por ejemplo glicoles de cadena larga, glicoles etoxilados, aceites etoxilados, grasas etoxiladas, ácidos grasos etoxilados, alcoholes etoxilados e hidrocarburos) para sustituir completa o parcialmente al agua en la formulación de tinta; sin embargo, esta solución demostró ser de poco práctica: aunque estas tintas a base de aceite o que contienen aceite habitualmente ni son peligrosas ni son inflamables y son fiables en el proceso de impresión (buena estabilidad del cabezal/boquilla, tirada fiable, mantenimiento mínimo de la impresora), tienen una versatilidad insuficiente. De hecho, sólo están pensadas para su uso sobre sustratos parcial o totalmente absorbentes, mientras que su uso no se recomienda sobre medios no porosos o brillantes.

El documento US-A-5407474 da a conocer una formulación de tinta para sustratos no porosos; la formulación está comprendiendo un flujo y está diseñada para usarse sobre vidrio y cerámica solamente y la tinta tiene que someterse a cocción para llegar a ser permanente. Por tanto, la formulación de tinta de este documento tiene el inconveniente de que no puede usarse sobre otros sustratos distintos al vidrio y la cerámica (el PVC no puede cocerse en un horno) y de que la presencia de un flujo es perjudicial para la viscosidad de la tinta. El disolvente se selecciona de agua, alcohol, metil etil cetona y sus mezclas y por tanto este documento se refiere a una tinta que tienen los mismos problemas que los tratados anteriormente.

Sumario de la invención

Por tanto, existe la necesidad de una tinta que comprende un disolvente que puede resolver...

1. Formulación de tinta a base de disolvente para la impresión por chorro de tinta, que está libre de agua y alcoholes alquílicos inferiores, y que comprende

que tiene un punto de inflamación superior a 60ºC.

2. Formulación de tinta según la reivindicación 1, en la que dicha cantidad de disolvente activo está dentro del intervalo del 5% al 15% en peso y dicho disolvente es una cetona cíclica seleccionada de gamma-butirolactona, 3,3,5-trimetilciclohexanona y mezclas de las mismas.

3. Formulación de tinta según la reivindicación 1, en la que dichos diluyentes se seleccionan de acetatos de monoalquil éter de etilen o dietilenglicol (metilo, etilo, propilo, butilo), acetatos de monoalquil éter de propilen o dipropilenglicol (metilo, etilo, propilo, butilo), diacetato de propilenglicol, diacetato de etilenglicol, acetato de 2-etilhexilo y mezclas de los mismos.

4. Formulación de tinta según la reivindicación 1, en la que dicha mezcla de ésteres grasos comprende el 10-25% de adipato de dimetilo, el 55-65% de glutarato de dimetilo y el 15-25% succinato de dimetilo; dicho carbonato es carbonato de propileno y dichos propionatos se seleccionan de propionatos de pentilo y propionato de monoetil éter de etilenglicol.

5. Formulación de tinta según la reivindicación 1, en la que dicho agente de dilución es dimetil éter de dipropilenglicol.

6. Formulación de tinta según cualquier reivindicación anterior, en la que la viscosidad de la formulación está dentro del intervalo de 3 a 50 cps, la tensión superficial está dentro del intervalo de 25 a 50 mN/m y la tasa de evaporación es tal como para proporcionar una velocidad de impresión de al menos 70 m²/h.

7. Formulación de tinta según cualquier reivindicación anterior, en la que el aglutinante es un copolímero de cloruro de vinilo/acetato de vinilo (modificado) que tiene un peso molecular dentro del intervalo de 15000 a 44000 (con referencia al patrón de poliestireno) y una concentración dentro del intervalo del 0,1%-7% en peso.

8. Formulación de tinta según cualquier reivindicación anterior, en la que la tinta tiene una conductividad superior a 1 microSiemens/cm.

9. Formulación de tinta según la reivindicación 8, que comprende codisolvente de carbonato de propileno en una cantidad dentro del intervalo del 1 al 20% en peso y/o agentes antiestáticos dentro del intervalo del 0,1 al 5% en peso.

10. Formulación de tinta según cualquier reivindicación anterior, en la que dicho pigmento se selecciona de pigmentos orgánicos y/o inorgánicos que tienen un diámetro de partícula medio inferior a 0,3 micras, estando la cantidad de dichos pigmentos dentro del intervalo del 0,1% al 6% en peso.

11. Uso de codisolventes de carbonato de alquilo como agentes antiestáticos en una formulación de tinta para la impresión por chorro de tinta.

12. Uso según la reivindicación 11, en la que dicho codisolvente es codisolvente de carbonato de propileno en una cantidad dentro del intervalo del 1 al 20% en peso.