Composición de tinta nutricional o ingerible para impresión por chorro de tinta mediante la técnica de impresión por chorro continuo desviado de tinta,

la cual es líquida a temperatura ambiente y comprende: a) un aglutinante que comprende al menos el 0,5% en peso, con respecto al peso total de la tinta, de al menos una zeína, b) un disolvente que comprende al menos el 10% en peso, con respecto al peso total de la tinta, de uno o más solventes nutricionales o ingeribles, c) al menos el 0,1% en peso, con respecto al peso total de la tinta, de uno o más colorantes y/o pigmentos nutricionales o ingeribles, teniendo dicha composición de tinta una conductividad mayor de 300 µS/cm a 20ºC

CAMPO TÉCNICO

La invención se refiere a composiciones de tinta líquida para el marcaje de soportes, sustratos y objetos de todo tipo, 5 cuyas propiedades se adaptan especialmente bien a la impresión o marcaje por chorro de tinta, mediante la técnica de “chorro continuo desviado de tinta”, de una variedad muy amplia de soportes, sustratos y objetos tanto porosos como no porosos.

Las composiciones de tinta según la invención son composiciones de tinta nutricionales (alimentarias, comestibles) o ingeribles por seres humanos o animales, lo que significa que las composiciones de tinta según la invención 10 generalmente comprenden sólo ingredientes, componentes o constituyentes nutricionales (alimentarios, comestibles) o ingeribles, a las dosis autorizadas.

Un experto en la materia puede determinar fácilmente, según la legislación en vigor o desde el momento de su introducción, los compuestos que se consideran ingeribles o nutricionales (alimentarios, comestibles) y sus dosis.

Por esta razón, las composiciones de tinta según la invención son especialmente muy adecuadas para el marcaje de 15 alimentos y de cualquier otro producto que se pueda ingerir, como productos farmacéuticos, medicamentos u otros.

La impresión por chorro de tinta es una técnica bien conocida que hace posible la impresión, marcaje o decoración de todo tipo de objetos, a alta velocidad y sin contacto de estos objetos con el dispositivo de impresión, con mensajes que pueden variar a voluntad, como códigos de barras, fechas de caducidad y similares, siendo éste el caso sobre soporte no planos. 20

Los sistemas de impresión por chorro de tinta se dividen en dos tipos principales: el tipo de goteo a demanda (DOD, por sus siglas en inglés) y el tipo de chorro continuo de tinta (CIJ, por sus siglas en inglés).

La proyección continua desviada de chorro de tinta consiste en transferir tinta mediante presión al interior de una cavidad que comprende un cristal piezoeléctrico, de donde escapa la tinta a través de un orificio (boquilla) en forma de chorro. El cristal piezoeléctrico, al vibrar a una frecuencia predeterminada, causa interrupciones de presión en el chorro 25 de tinta, que oscila y se dividen gradualmente en gotas esféricas o microgotas. Un electrodo, colocado en el trayecto del chorro, en el punto donde se divide en gotas esféricas, hace posible que se proporcione una carga electrostática a dichas gotas, si la tinta es conductora. Las gotas, cargadas de este modo, se desvían en un campo eléctrico lo que permite que se produzca la impresión. Las gotas no cargadas que, por tanto no se desvían, se recuperar en una canaleta, donde la tinta es aspirada y reciclada a continuación al circuito de tinta. 30

Este tipo de proyección continua de chorro de tinta proporciona marcaje sin contacto a alta velocidad de progresión hacia delante sobre los objetos que no sean necesariamente planos y con la posibilidad de cambiar el mensaje a voluntad.

La técnica es especialmente adecuada para el marcaje e identificación (fechas de caducidad, números de serie, número de lote, códigos de barras y similares) de productos industriales en líneas de producción. 35

El campo de aplicación descrito requiere formulaciones de tinta diversas que sean adecuadas para la diversidad de sustratos que se van a marcar y que cumplen una muy amplia variedad de limitaciones industriales.

La proyección de chorro de tinta de “goteo a demanda” puede realizarse mediante proyección de chorro de tinta por “burbujas” y mediante proyección de chorro de tinta “piezoeléctrica”. En el primer caso, la tinta se atomiza en la proximidad de la boquilla y esta atomización da lugar a la eyección de la pequeña cantidad de tinta situada entre la 40 resistencia que atomiza la tinta y la boquilla. En el segundo caso, una variación repentina de la presión producida por un activador motivado por la excitación eléctrica de una pieza de cerámica o cristal piezoeléctrico situado en la proximidad de la boquilla, produce la eyección de una gota de tinta. El diámetro de las boquillas para el chorro de tinta DOD es del orden de 10 a varias decenas de micrómetros. Para el chorro continuo de tinta, el diámetro de las boquillas es mayor, del orden de 30 a 100 micrómetros. 45

Las composiciones de tinta adecuadas para la proyección de chorro de tinta tienen que satisfacer varios criterios inherentes a esta técnica relativos, entre otros, a la viscosidad, la solubilidad en un disolvente para limpieza, la compatibilidad de los componentes, el correcto mojado de los soportes que se van a marcar y similares, y la conductividad eléctrica en el caso del chorro continuo desviado de tinta.

Adicionalmente, estas tintas tienen que secarse rápidamente, ser capaces de fluir o permanecer inmóviles en la 50 proximidad de la boquilla sin bloquearla, con una alta estabilidad de orientación del chorro de tinta, mientras que permite la limpieza de la cabeza de impresión.

Estas tintas deben formularse con detenimiento y filtrarse para que no contengan partículas de un tamaño capaz de bloquear las boquillas. Generalmente, se aplican filtraciones a umbrales de entre 0,2 y 1 µm.

Los componentes de los que están compuestas las tintas actuales para la impresión por chorro de tinta del tipo de chorro continuo desviado de tinta son productos inorgánicos u orgánicos; son materiales para coloración, como colorantes o pigmentos, resinas o aglutinantes, en uno o más solventes más o menos volátiles o en agua y, opcionalmente, una o más sales que contribuyen a su conductividad, y también diversos aditivos.

Los compuestos de los que están compuestas las tintas actuales para impresión por chorro de tinta del tipo goteo a 5 demanda (DOD) también son productos orgánicos o inorgánicos; colorantes o pigmentos, resinas o aglutinantes, en uno o más disolventes más o menos volátiles o en agua, en proporciones distintas a las de los colorantes para la impresión por chorro continuo desviado de tinta, pero sin la necesidad de conductividad eléctrica.

Las tintas con las que se pretende marcar directamente los alimentos o cualquier otro producto que va a ser ingerido, como medicamentos o “suplementos alimenticios”, deben comprender sólo alimentos o productos que puedan ser 10 ingeridos. Dependiendo del país y del continente, los productos autorizados no son necesariamente los mismos. Dependiendo de los productos que se van a marcar, la lista de los componentes autorizados tampoco es la misma. En Europa, los aditivos alimenticios se codifican con un número EXXX y su uso está regulado por las Directivas Europeas.

En Estados Unidos, los usos, definiciones y purezas se definen mediante el Código de Reglamentos Federales (CFR), vol. 21 (CFR 21). 15

Adicionalmente, varias comunidades religiosas practican diversas recomendaciones con respecto al origen de los alimentos y materiales utilizados para su marcaje. Los productos de origen animal y los productos de fermentación se ven afectados por estas recomendaciones.

Los materiales colorantes se denominan colorantes o pigmentos según si son, respectivamente, solubles o insolubles en el disolvente utilizado. 20

Los colorantes alimenticios, incluyendo colorantes naturales de origen animal o vegetal, colorantes artificiales y colorantes de origen sintético, como, por ejemplo, eritrosina (E127) o carmoisina (E129).

Otros colorantes alimenticios se mencionan, por ejemplo, en las patentes GB-B-2277094, US-A-5800601 y US-A-5637139, a cuya descripción puede hacerse referencia.

Los pigmentos, que son de naturaleza insoluble, se dispersan por tanto y pueden ser opacos o no. Estos proporcionan a 25 la tinta su color y/u opacidad. Los que son nutricionales (alimentarios, comestibles) o ingeribles incluyen, entre otros, negro de carbón vegetal, óxido de titanio (E171) (hágase referencia a la patente US-A-6747072), óxido de hierro (E172) o lacas, que se dice son colorantes nutricionales (alimentarios, comestibles) fijados, absorbidos a un soporte o sustrato insoluble, por ejemplo, sobre partículas de alúmina. En este tema, puede hacerse referencia a los documentos US-A-5800601 y EP-B1-0889938. 30

El óxido de titanio, el pigmento blanco utilizado más ampliamente, existe en calidad alimentaria. En la patente US-A-5800601, que ya ha sido mencionada, se...

1. Composición de tinta nutricional o ingerible para impresión por chorro de tinta mediante la técnica de impresión por chorro continuo desviado de tinta, la cual es líquida a temperatura ambiente y comprende:

a) un aglutinante que comprende al menos el 0,5% en peso, con respecto al peso total de la tinta, de al menos una 5 zeína,

b) un disolvente que comprende al menos el 10% en peso, con respecto al peso total de la tinta, de uno o más solventes nutricionales o ingeribles,

c) al menos el 0,1% en peso, con respecto al peso total de la tinta, de uno o más colorantes y/o pigmentos nutricionales o ingeribles, 10

teniendo dicha composición de tinta una conductividad mayor de 300 µS/cm a 20ºC.

2. Composición de tinta según la reivindicación 1, en la que la zeína se elige entre las zeínas α, β, γ y δ y sus mezclas y combinaciones, tales como sus mezclas y combinaciones naturales.

3. Composición según la reivindicación 2, en la que la zeína se elige entre las mezclas y combinaciones de la zeína α y de la zeína β. 15

4. Composición según la reivindicación 1, que comprende al menos el 0,5% en peso, preferiblemente al menos el 2% en peso, más preferiblemente al menos el 4% en peso y, más preferiblemente, al menos el 6% en peso, con respecto al peso total de la tinta, de al menos una zeína.

5. Composición de tinta según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende del 0,5 al 25% en peso, preferiblemente del 1 al 20% en peso, más preferiblemente del 4 al 15% en peso y, más preferiblemente, del 6 al 10% 20 en peso, con respecto al peso total de la tinta, de al menos una zeína.

6. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende sólo constituyentes sintéticos, artificiales o minerales o constituyentes de origen vegetal.

7. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el disolvente representa del 30 al 90% en peso, preferiblemente del 60 al 80% en peso, del peso total de la composición de la tinta. 25

8. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el disolvente comprende uno o más disolventes orgánicos y, opcionalmente, agua.

9. Composición según la reivindicación 8, en la que dichos solventes orgánicos se eligen entre disolventes nutricionales o ingeribles, como etanol desnaturalizado o no desnaturalizado, propilénglicol, lactato de etilo, lactato de metilo, acetato de etilo, isopropanol, ácido acético, amonio acuoso y sus mezclas. 30

10. Composición según la reivindicación 9, en la que el disolvente de la composición de tinta comprende una predominancia en peso de etanol en combinación con al menos otro disolvente, como lactato de etilo y/o lactato de metilo y/o agua.

11. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en la que los colorantes y/o pigmentos se eligen entre curcumina (E100); riboflavina (E101); riboflavina-5'-fosfato (E101 (a)); tartrazina (E102); quinolina amarilla 35 (E104); amarillo 2G (E107); amarillo anaranjado S (E110); cochinilla (E120); carmoisina (E122); amaranto (E123) ; rojo de cochinilla A, ponceau 4R (E124); eritrosina (E127); rojo 2G (E128); rojo allura AC (E129); azul patente V (E131); indigotina (E132); azul brillante FCF (E133); clorofila (E140); complejos cúpricos de clorofilas y clorofilinas (E141); verde S (E142); caramelos (E150); negro brillante BN (E151); carbón vegetal medicinal (E153); marrón FK (E154); marrón HT (E155); colorantes de la familia de los carotenoides (E160); xantofilas (E161); rojo de remolacha (E162); antocianinas 40 (E163); carbonato cálcico (E170); dióxido de titanio (E171); óxidos e hidróxidos de hierro (E172); aluminio (E173); plata (E174); oro (E175); litolrrubina BK (E180); tanino (E181) y sus mezclas.

12. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes que se proporciona en forma de una dispersión de partículas de al menos un pigmento en el disolvente de la composición de tinta.

13. Composición según la reivindicación 12, en la que el pigmento es un pigmento blanco, tal como dióxido de titanio 45 (E171).

14. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 12 y 13, en la que, en dicha dispersión, el 100% de las partículas tiene un tamaño menor de 0,4 µm.

15. Composición según una cualquier de las reivindicaciones precedentes, en la que el aglutinante está compuesto exclusivamente por una o más zeínas. 50

16. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en la que el aglutinante comprende, además de al menos una zeína en proporción predominante en peso con respecto al peso total del aglutinante, una o más resinas y/o polímeros nutricionales o ingeribles.

17. Composición según la reivindicación 16, en la que dichas resinas y/o polímeros se eligen preferiblemente entre éteres de celulosa, como etilcelulosa, metilcelulosa, hidroxietilcelulosa, hidroximetilpropilcelulosa, carboximetilcelulosa o 5 hidroxipropilcelulosa; goma laca shellac, rosina y sus derivados nutricionales; polivinilpirrolidona; alcohol polivinílico; ésteres de celulosa, como acetato de celulosa o propionato de acetato de celulosa y sus mezclas.

18. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el aglutinante representa del 0,1 al 30% en peso del peso total de la tinta, preferiblemente del 1 al 25% en peso, más preferiblemente del 3 al 20% en peso del peso total de la tinta. 10

19. Composición de tinta según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que adicionalmente comprende al menos 10 ppm de un polidimetilsiloxano de grado alimenticio, preferiblemente un polidimetilsiloxano de acuerdo con las especificaciones del aditivo E900 según la legislación europea.

20. Composición de tinta según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que adicionalmente comprende uno o más plastificantes nutricionales o ingeribles en una proporción de al menos el 0,05% en peso, preferiblemente en una 15 proporción del 0,1% al 20% en peso, del peso total de la composición de tinta.

21. Composición de tinta según la reivindicación 20, en la que los plastificantes se eligen entre glicerol, ácido láctico, ácido oleico, propilenglicol, triglicéridos de ácidos grasos, citratos y ésteres de ácido cítrico, ácido levulínico y sus mezclas.

22. Composición de tinta según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que adicionalmente comprende al 20 menos una sal de conductividad nutricional o ingerible en una proporción de al menos el 0,05% en peso, preferiblemente en una proporción del 0,1 al 20% en peso, preferiblemente en una proporción del 0,1 al 10% en peso, más preferiblemente del 0,1 al 5% en peso, del peso total de la composición de tinta.

23. Composición de tinta según la reivindicación 21, en la que dicha sal de conductividad se elige entre acetatos de potasio, sodio o amonio, propionatos, citratos o lactatos. 25

24. Composición de tinta según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que tiene una conductividad a 20ºC de 500 µS/cm o superior a 500 µS/cm, por ejemplo, de 500 a 2.000 µS/cm a 20ºC.

25. Composición de tinta según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que adicionalmente comprende uno o más aditivos nutricionales o ingeribles elegidos entre materiales antiespumantes, estabilizantes químicos, materiales tensioactivos, bactericidas, fungicidas y biocidas y tampones reguladores de pH. 30

26. Dispersión de partículas de dióxido de titanio (E171) en al menos un disolvente polar que comprende al menos una zeína como material dispersante en la que el 100% de las partículas tiene un tamaño menor de 0,4 µm.

27. Dispersión según la reivindicación 26, compuesta de al menos un disolvente polar, partículas de dióxido de titanio y, al menos, una zeína.

28. Uso de al menos una zeína para facilitar la dispersión de partículas de dióxido de titanio en al menos un disolvente 35 polar.

29. Uso de al menos una zeína para estabilizar una dispersión de partículas de dióxido de titanio en al menos un disolvente polar.

30. Proceso para el marcaje de un sustrato mediante la proyección sobre este sustrato de una tinta mediante una técnica de impresión por chorro de tinta, que es la técnica de impresión por chorro continuo desviado de tinta, en el que 40 la tinta proyectada es una composición de tinta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25.

31. Sustrato, caracterizado porque se le proporciona un marcaje obtenido mediante el secado de la composición de tinta según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25.

32. Sustrato según la reivindicación 31, caracterizado porque el sustrato se elige entre alimentos, como frutas, vegetales, dulces, carne o huevos y productos farmacéuticos, como comprimidos, cápsulas, pastillas, comprimidos 45 gruesos.

33. Sustrato según la reivindicación 32, que es una cáscara de huevo.