TINTA CURABLE Y SUS APLICACIONES, EN PROCEDIMIENTOS DE ESTAMPACION.

Tinta curable y sus aplicaciones, en procedimientos de estampación.

La presente invención se refiere a una tinta curable útil para inyección de chorro de tinta o para serigrafía, que tiene una tensión superficial comprendida entre 30 y 55 mN/m y una viscosidad comprendida entre 10 cps y 35 cps y porque comprende los siguientes elementos: agua sin o con un disolvente orgánico como vehículo, un colorante y/o pigmento disueltos en agua, una resina fotocurable por UV formadora de la película, entre 20-50% del peso de la tinta, uno o más monómero como flexibilizante de la película y diluyente, un fotoiniciador y un dispersante y/o tensioactivo, opcionalmente para el caso de una tinta de serigrafía, un espesante

Tinta curable y sus aplicaciones, en procedimientos de estampación.

La presente invención describe una tinta útil con una tensión superficial comprendida entre 30 y 55 mN/m y una viscosidad comprendida entre 10 cps y 35 cps. Esta tinta puede ser utilizada en un procedimiento de estampación de una tinta por inyección de chorro de tinta (inkjet) para estampación digital y también para serigrafía tradicional, sobre un sustrato, por ejemplo: algodón, algodón poliéster, poliéster y papel fotográfico para toner y para impresoras de PC.

Sector de la técnica

Sector de la química, concretamente de las tintas para estampación ya sea mediante chorro o por serigrafía para su utilización en el sector textil o para máquinas tipo impresoras.

Estado de la técnica

El procedimiento tradicional de estampación de textiles comprende diferentes etapas, la más engorrosa y la que encarece el proceso es la preparación de plantillas y cilindros, en el caso de la estampación digital con tintas depositadas por una impresora por inyección de chorro de tinta, en adelante tintas inkjet, este paso se elimina, puesto que desde el diseño generado en el ordenador la tinta inkjet ya se deposita en el sustrato, por lo que el proceso se abarata y se hace más rápido, y permite las entregas del producto estampado en un tiempo mucho más breve que si utiliza el método de estampación tradicional.

La estampación digital surgió hace ya unos cuantos años, pero su desarrollo ha venido retrasado por las dificultades técnicas de hardware, de cabezales o inyectores de tinta, tipos de tinta y características de las mismas para este tipo de impresión. Sin embargo, todo el mundo ve las ventajas de ésta estampación, puesto que implica estampación rápida de diseños, facilidad de selección de colores, eliminación de grabado de pantallas o rodillos, un precio de coste del estampado independiente del volumen de producción, reducción del número de operaciones para estampar, bajo impacto de la estampación en el medio ambiente y tamaño reducido de la maquinaria de estampación.

En pocos años la estampación digital ha sufrido un gran auge debido a la facilidad de la producción. Por esto en el mercado existen tintas inkjet e impresoras por inyección de chorro de tinta que están continuamente en evolución, porque se ve que es el camino para la competitividad en el sector textil.

Se ha de señalar que en la estampación digital de textiles se utilizan tintas inkjet cuyos productos que dan color son colorantes solubles, donde para cada tipo de fibra se necesita una clase de colorantes, no existiendo en este momento una tinta universal para todo tipo de fibras. Mientras, con pigmentos la estampación si es para todo tipo de fibras, pero la formulación de las tintas deben tener presente la necesidad de incorporar un ligante para anclar el pigmento a la fibra y la necesidad de tamaño de partícula adecuado para no bloquear los inyectores, y evitar un tacto duro de la estampación, en todos los casos hay un pretratamiento de los tejidos y una fijación de la materia colorante por el procedimiento tradicional.

También hay que distinguir entre tintas inkjet con colorantes que se depositan sobre el tejido pero que para fijar el color debe el textil someterse a un tratamiento posterior y a los lavados pertinentes como pasa en el proceso tradicional, con el consiguiente vertido de productos químicos que no se quedan fijos sobre el tejido a las aguas residuales, y tintas inkjet con pigmentos que se fijaran sobre el textil simplemente por un tratamiento con calor.

Pero en ambos tipos de tinta inkjet es necesario un pretratamiento del tejido, puesto que la tinta no ha de bloquear los inyectores de los chorros de tinta y ha de tener una formulación adecuada para fijarse al sustrato, y algunos de los productos necesarios para la fijación no pueden estar en la formulación de la tinta. Esto ocurre con las tintas en este momento en el mercado.

La presente invención indica la preparación de una tinta inkjet para estampación digital pero que quede depositada sobre el tejido directamente por curado por radiación ultravioleta (UV), sin necesidad de pretratamiento ni de postratamiento del sustrato.

A pesar que hay diferentes patentes donde se describen tintas curables por UV que se pueden aplicar a los textiles, en el libro editado por Ujie "Digital printing of textiles" publicado en 2006 (1), no se menciona ninguna tinta curable por UV destinada a textiles, lo que significa que este tipos de tinta aun no han emergido de manera eficaz para este sector, quizás por la gran dificultad de obtener las solideces y la flexibilidad que ciertos textiles necesitan.

En la patente ES 2 208 111 B1 (2) se presenta una tinta curable por UV semiacuosa agua/acetona para textil, pero los colores son entre pálidos y medios en intensidad, y sólo se disponía de color rojo, amarillo y azul y no el negro y también se relata otra tinta no acuosa pero con sólo dos colores, el amarillo y el rojo también de baja intensidad y no se logra la tinta de color negro, y la incorporación de los colorantes a la tinta era previa extracción con acetona de la materia colorante a partir del colorante comercial, lo que resulta engorroso y más caro. Evidentemente son necesarios más colores para que se pueda tener toda la gama de colores y la industria pueda usar este tipo de tintas.

Algunas de las ventajas de la estampación digital son, abaratamiento de costes, en parte debido a que la cantidad de tinta que se deposita por este método unos 20 g/m², es mucho más pequeña que en el procedimiento tradicional unos 100 g/m², y también porque en el proceso digital se trabaja con unos colores básicos que son siempre los mismos, que pueden ser el amarillo, el naranja, el magenta, el azul, el turquesa (cian), y el negro (CMYKOB), y es el software de la máquina el que deposita la tinta inkjet el que busca las proporciones para elaborar el color determinado, proceso que ahorra el tiempo de preparación de los colores para cada muestra.

Así, se describe que en el campo de las tintas inkjet no curables por ultravioleta para textiles hay cuatro tipos de tinta (Ref. 1, pp. 92), la que tiene colorantes ácidos para lana seda y nylon, la de colorantes reactivos para tejidos celulósicos, la de colorantes dispersos para poliéster, y la de pigmentos para todo tipo de fibras. De esta forma han sido formuladas diferentes tintas inkjet para textiles y puestas al mercado por distintas compañías como BASF (3), CIBA (4), Kimberly-Clark (adquirida su tecnología por Sensient Technologies Corporation en 2002 (5) pero los tejidos necesitan preparación previa (6) U.S. Pat. No 6479412 B1, (7) U.S. Pat. No 6838498. Estas tintas inkjet mencionadas no son intercambiables entre si, lo que significa que se ha de trabajar siempre con la misma marca de tinta.

Diferentes compañías importantes de impresoras trabajan con unas tintas determinadas no curables por ultravioleta, así por ejemplo Artistri TM 2020 printer utiliza cabezales de SeiKo Printek y tintas elaboradas por DuPOnt (ref. 1, pp. 72) así como también Mimaki Engineering Co., Ltd con tintas adecuadas no UV, pero estas tintas no alcanzan una solidez a la luz elevada (Ref. 1, pp. 111), y cuando se utilizan pigmentos el tacto del tejido puede ser duro.

Estas tintas usan los colorantes de la industria textil pero convenientemente purificados, por ejemplo, los reactivos se purifican mediante osmosis reversa par separar las sales que acompañan a los colorantes comerciales, lo cual encarece la tinta.

En esta patente se utilizan los colorantes tal como se venden en la industria textil con los copajes correspondientes.

Cuando se utilizan pigmentos está claro que deberán someterse a una preparación para obtener un tamaño de partícula adecuado para que no se obstaculicen los inyectores de los chorros de tinta de la impresora, aparte de la preparación con dispersantes para que la solución de tinta tenga la fluidez adecuada. En esta patente para la tinta inkjet y para la tinta para serigrafía se usan preparaciones comerciales de dispersiones acuosas con el tamaño adecuado de partícula.

Las tintas por curado con radiación ultravioleta son importantes en el sector de artes gráficas desde hace ya unos cuantos años. Por ejemplo, las tintas comercializadas por Fujifilm Sericol (Australia), aplicables a sustratos gruesos y rígidos.

Existen tintas curadas por W para textiles pero para el procedimiento transfer, es decir, tintas donde los colorantes son dispersos, de tamaño de molécula...

1. Tinta útil para inyección de chorro de tinta o para serigrafía, caracterizada por una tensión superficial comprendida entre 30 y 55 mN/m y una viscosidad comprendida entre 10 cps y 35 cps y porque comprende los siguientes elementos:

i.- agua sin o con un disolvente orgánico como vehículo, donde la cantidad de agua está comprendida entre 15% y el 60% del peso de la tinta y el solvente está comprendido entre 0 y 40% del peso de la tinta,

ii.- un colorante y/o pigmento disueltos en agua en concentraciones menores del 3% y 6% sobre el peso de la resina, respectivamente,

iii.- una resina fotocurable por W formadora de la película, entre 20-50% del peso de la tinta,

iv.- uno o más monómero como flexibilizante de la película y diluyente, entre 0 y 30% del peso de la tinta,

v.- un fotoiniciador para llevar a cabo la polimerización de la resina, entre 0,5 y 3% del peso de resina en la tinta, y

vi.- un dispersante y/o tensioactivo (0 y 7% del peso de la tinta),

y, opcionalmente para el caso de una tinta de serigrafía, un espesante (entre 0,5% al 50% del peso de la tinta).

2. Tinta según la reivindicación 1 caracterizada porque el solvente de (i) es miscible en agua y pertenece al siguiente grupo: metanol, etanol, acetona, 2 etoxy etanol, 2, propanol, 1 metoxi 2 propanol, etilenglicol butil éter, glicerina, 1,3 butanodiol, 1,4 butanodiol, 1,5 pentano diol, 2 pyrrolidona, 1 octil 2 pyrrolidona, N metil pirrolidona, gama butirolactona y polietilenglicol metil éter.

3. Tinta según la reivindicación 1 caracterizada porque el colorante de ii) es seleccionado de entre los colorantes de uso tradicional textil solubles en agua o dispersables de familias dispersos, directos, reactivos y ácidos, de cromóforos, por ejemplo, azo, antraquinona y ftalocianina, de solidez a la luz entre 5 y 8 de acuerdo con el Color Index.

4. Tinta según la reivindicación 1 caracterizada porque el pigmento de ii) son de tamaño de partícula muy pequeño previamente dispersados o pigmentos dispersados perfectamente diluibles en agua.

5. Tinta según la reivindicación 1 caracterizada porque la resina fotocurable de iii) es un oligómero, usado solo o una mezcla de ellos, miscibles en agua, preferentemente perteneciente al siguiente grupo: dispersiones de copolimeros de ésteres del ácido acrílico combinados con poliuretanos basados en poliéteres, dispersiones de copolimeros de ésteres del ácido acrílico combinados con poliuretanos basados en poliésteres, dispersiones de copolimeros de ésteres del ácido acrílico combinados con poliuretanos basados en poliéteres/poliéster y dispersiones basadas en ésteres de ácidos acrílicos.

6. Tinta según la reivindicación 1 caracterizada porque el monómero de iv) es un único tipo de monómero o una mezcla de los mismos y pueden ser:

- monofuncionales, por ejemplo, un acrilato de un alcohol alcoxilado como 2-(2-etoxietoxi) etilacrilato, 2 etoxi etil acrilato, o bien

- difuncionales, por ejemplo, diacrilatos de glicol tripropilenglicol diacrilato, o bien

- trifuncionales, por ejemplo, trimetilol propano triacrilato.

7. Tinta según la reivindicación 1 caracterizada porque el fotoiniciador de v) es un único tipo o una mezcla de fotoiniciadores con una absorbancia de 0-1 en solución diluida de metanol con una longitud de onda máximo de 450 nanómetros, preferentemente de longitud de onda máxima entre 225 y 450 nm, y preferentemente perteneciente al siguiente grupo: isopropiltioxantona, 1 hidroxi ciclohexil fenil cetona, 2-hidroxi-2 metil-1.fenil-1 propanona, 2-benzil-2(dimetilamino)-1-4(4-morfolino) fenil)-1-butanona, 2-metil-1-(4-metiltio)fenil-2-(4-morfolinil)-1-propanona y difenil(2,4,6-trimetilbenzoil)oxido de fosfina.

8. Tinta según la reivindicación 1 caracterizada porque el dispersante y/o tensioactivo de vi) son miscibles con agua o con los solventes y, preferentemente, pertenecen al siguiente grupo: polietilenglicol monolaurato, polietilenglicol monooleato, polioxietilen sorbitan monolaurato, polioxietilen sorbitan monooleato, polietilenglicol metil éter, dioctil sulfoccinato de sodio, y lithium 3- [2-(perfluoroalkyl) ethylthio]propionato.

9. Tinta según la reivindicación 1 caracterizada porque el espesante, para el caso de la tinta para serigrafía, es un espesante soluble en agua, preferentemente, perteneciente al siguiente grupo: alginatos sódicos, carboximetilcelulosa sódica o solución de poliuretano con agua y dietilen glicol éter.

10. Utilización de la tinta según las reivindicaciones 1 a la 9 en un procedimiento de estampación de una tinta por inyección de chorro de tinta (inkjet) y también para serigrafía tradicional, sobre un sustrato.

11. Utilización según la reivindicación 10 caracterizada porque el sustrato pertenece al siguiente grupo: algodón, algodón poliéster, poliéster y papel, por ejemplo, fotográfico para toner y para impresoras de PC.