Composiciones de tinta de inyección por UV para cabezales de impresión de alta densidad.

Una combinación de:

a) un cabezal de impresión por inyección de tinta que presenta una densidad de boquilla de al menos 600 dpiy que está equipado con boquillas con un diámetro externo de boquilla D inferior a 25 μ

m; y

b) una composición de tinta de inyección curable por UV que contiene entre el 0% en peso y el 10% en peso deuno o más monómeros monofuncionales y al menos A% en peso de acrilato de 2-(2 viniloxietoxi)etilo, en la queambos porcentajes en peso están basados en el peso total de la composición de tinta de inyección curable porUV; y

en la que A se define por la Fórmula (I):

100% en peso - D x 3,0% en peso/μm ≤ A ≤ 100% en peso - D x 1,0 % en peso/μm

Composiciones de tinta de inyección curables por uv para cabezales de impresión de alta densidad Campo de la invención La presente invención hace referencia a composiciones de tinta de inyección curables por UV y, más específicamente, a tintas de inyección curables por UV adecuadas para eyectarse por cabezales de impresión de alta densidad cuyas boquillas tienen un diámetro externo reducido.

Antecedentes de la invención En la impresión por inyección de tinta, las gotas pequeñas de fluido 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 por chorro sobre un receptor de tinta, la tinta incluye típicamente un vehículo líquido y uno o más sólidos, tales como tintes o pigmentos y polímeros. Las composiciones de tinta pueden dividirse aproximadamente en:

• basadas en agua, el mecanismo de secado que 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 se imprimen normalmente 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 UV se han ganado el interés de la industria en aplicaciones de impresión por inyección de tinta.

La impresión por inyección de tinta industrial continúa necesitando disponer de velocidades de impresión más elevadas y capas de imagen más finas para las tintas curables por UV. Las capas de imagen más finas mejoran la flexibilidad y reducen los costes de producción, que puede obtenerse al permitir que una gota de tinta se extienda sobre un receptor de tinta durante un periodo de tiempo más prolongado. Sin embargo, este proceso merma la calidad de la imagen. Con el fin de obtener velocidades de impresión más elevadas sin perjudicar a la calidad de la imagen, es necesario aumentar la frecuencia de eyección y/o la densidad de boquilla.

Al aumentar la densidad de boquilla, se reduce el diámetro de la misa, lo que reduce a su vez los volúmenes de gota de tinta. Así, a 360 dpi, el volumen de gota es de alrededor de 87 pL, lo que produce un grosor de capa de tinta de 17, 5 ml/m2. A 900 dpi, el volumen de gota pasa a ser de 7, 7 pL, lo que hace que el grosor de capa de tinta resultante sea de tan solo 9, 7 ml/m2.

Un problema derivado es que estas gotas de tinta más pequeñas presentan una velocidad de gota inferior como consecuencia de las pérdidas de fricción relativamente superiores en la boquilla. Los expertos en la técnica son conscientes de que es posible aumentar la velocidad de gota añadiendo un disolvente orgánico o usando monómeros monofuncionales.

Sin embargo, los disolventes orgánicos tienden a evaporarse en las boquillas de cabezales de impresión por inyección de tinta durante periodos prolongados de inactividad. Al reiniciar la impresora, algunas boquillas aparecen obstruidas (=fallo de la boquilla) . Este fenómeno se conoce como latencia. Cuando se emplean niveles elevados de disolventes orgánicos, la evaporación de los mismos en el proceso de secado puede presentar riesgos medioambientales y de seguridad para la salud. El uso de grandes cantidades de monómeros monofuncionales en una tinta suele conllevar una velocidad de curado inferior de la tinta.

El documento US 2009099277 (HEXION) describe una composición curable por radiación y expulsable por chorro que contiene un componente polifuncional etilénicamente insaturado y un monómero monofuncional etilénicamente insaturado, donde la composición está sustancialmente libre de disolventes.

El documento US 6310115 (AGFA) describe composiciones de tinta de inyección curables por radiación que contienen monómeros polifuncionales curables por radiación que comprenden funciones de éter vinílico y acrilato.

Por tanto, existe la necesidad en el sector de la impresión por inyección de tinta industrial de contar con velocidades de impresión superiores y capas de imagen más finas utilizando tintas curables por UV, sin renunciar a una buena velocidad de curado, calidad de imagen y latencia.

Descripción de la invención Resumen de la invención Sorprendentemente, se ha descubierto que el uso de un monómero difuncional, que comprende un éter vinílico y un acrilato como grupo polimerizable, presente en una determinada cantidad en la tinta favoreció una impresión por inyección de tinta fiable a una velocidad de impresión elevada con un cabezal de impresión de alta densidad de boquilla y un diámetro externo de boquilla inferior a 25 µm. De este modo se obtienen capas de imagen más finas con tintas curables por UV, conservando una buena velocidad de curado, calidad de imagen y latencia Con el objetivo de superar los problemas descritos anteriormente, las realizaciones preferidas de la presente invención proporcionan una combinación de un cabezal de impresión por inyección de tinta y una composición de tinta de inyección curable por UV, tal y como se define en la reivindicación 1, que da lugar a imágenes de capa fina y gran calidad a velocidades de impresión elevadas.

Otras ventajas y realizaciones de la presente invención se harán evidentes en la siguiente descripción.

Breve descripcion de los dibujos Las Figuras 1 a 5 representan fotografías de líneas rectas de gotas de tinta eyectadas por un cabezal de impresión a distintas viscosidades y/o diámetros externos de boquilla para evaluar la fiabilidad de la impresión por inyección de tinta.

Definiciones El término “tinte”, tal y como se utiliza en la descripción de la presente invención, hace referencia a un colorante que tiene una solubilidad de 10 mg/l o superior en el medio en el que se aplica y en las condiciones ambientales correspondientes.

El término “pigmento” se define en el documento DIN 55943, incorporado al presente documento como referencia, como un agente colorante que es prácticamente insoluble en el medio de dispersión y en las condiciones ambientales correspondientes, y que por lo tanto presenta una solubilidad inferior a 10 mg/l en este medio.

El término “C.I.” se utiliza en la descripción de la presente aplicación como una abreviatura de Colour Index (índice de Color) .

El término “alquilo” hace referencia a todas las variantes posibles de cada número de átomos de carbono en el grupo alquilo, es decir, de tres átomos de carbono: n-propilo e isopropilo; de cuatro átomos de carbono: n-butilo, isobutilo y tercbutilo; de cinco átomos de carbono: n-pentilo, 1, 1-dimetil-propilo, 2, 2-dimetilpropilo y 2-metil-butilo, etc.

El término “monómero monofuncional” representa un monómero que contiene solamente un grupo polimerizable.

El término “monómero polifuncional” representa un monómero que contiene al menos dos grupos polimerizables.

El término “VEEA” se utiliza como abreviatura de acrilato de 2- (2-viniloxietoxi) etilo.

Cabezales de impresión de inyección Los cabezales de impresión por inyección de tinta de la presente invención tienen una densidad de boquilla de al menos 600 dpi, más preferiblemente de entre 900 y 1.200 dpi. Las boquillas del cabezal de impresión por inyección de tinta tienen un diámetro externo de boquilla D inferior a 25 µm, más preferiblemente entre 14 y 22 µm. Las boquillas suelen presentar una forma cónica, en la que el diámetro interno de boquilla en la placa de las boquillas situada en el lado interior del cabezal de impresión es mucho más grande que el diámetro externo... [Seguir leyendo]

1. Una combinación de:

a) un cabezal de impresión por inyección de tinta que presenta una densidad de boquilla de al menos 600 dpi y que está equipado con boquillas con un diámetro externo de boquilla D inferior a 25 µm; y b) una composición de tinta de inyección curable por UV que contiene entre el 0% en peso y el 10% en peso de uno o más monómeros monofuncionales y al menos A% en peso de acrilato de 2- (2 viniloxietoxi) etilo, en la que ambos porcentajes en peso están basados en el peso total de la composición de tinta de inyección curable por UV; y en la que A se define por la Fórmula (I) :

100% en peso -D x 3, 0% en peso/µm : A : 100% en peso -D x 1, 0 % en peso/µm

Fórmula (I) .

2. La combinación de la reivindicación 1, en la que A se define según la Fórmula (II) :

100% en peso -D x 2, 5% en peso/µm : A : 100% en peso -D x 1, 5% en peso/µm

Fórmula (II) .

3. La combinación de la reivindicación 1 o 2, en la que el diámetro externo de boquilla D es de entre 14 y 22 µm.

4. La combinación de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la composición de tinta de inyección curable por UV contiene al menos un 10% en peso de un monómero polifuncional con respecto al peso total de la composición de tinta de inyección curable por UV.

5. La combinación de la reivindicación 4, en la que el monómero polifuncional es un acrilato polifuncional que posee dos o más grupos acrilato.

6. La combinación de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la composición de tinta de inyección curable por UV contiene un pigmento de color.

7. La combinación de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que la composición de tinta de inyección curable por UV tiene una viscosidad : 8 mPa.s a una temperatura de 45 °C y una velocidad de cizallamiento de

1.000 s-1.

8. La combinación de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que todos los compuestos polimerizables en la composición de tinta de inyección curable por UV son acrilatos.

9. La combinación de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que la composición de tinta de inyección curable por UV contiene entre el 0% en peso y el 3% en peso de un disolvente orgánico.

10. Un sistema de impresión por inyección de tinta que comprende la combinación definida en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 y un medio de curado por UV o un medio de curado por un haz de electrones.

11. Un método de impresión por inyección de tinta que comprende las siguientes etapas:

a) proporcionar una impresora de inyección de tinta que comprende al menos un cabezal de impresión por inyección de tinta que presenta una densidad de boquilla de al menos 600 dpi y que está equipado con boquillas con un diámetro D inferior a 25 µm, b) eyectar a una temperatura de entre 30 ºC y 50 ºC una composición de tinta de inyección curable por UV que contiene entre el 0% en peso y el 10% en peso de uno o más monómeros monofuncionales y al menos A% en peso de acrilato de 2- (2 viniloxietoxi) etilo, en la que ambos porcentajes en peso están basados en el peso total de la composición de tinta de inyección curable por UV; y en la que A se define por la Fórmula (I) :

100% en peso -D x 3, 0% en peso/µm : A : 100% en peso -D x 1, 0% en peso/µm

Fórmula (I) , c) curar la composición de tinta de inyección curable por UV.

12. El método de impresión por inyección de tinta de la reivindicación 11, en el que la impresora de inyección de tinta comprende varios cabezales de impresión por inyección de tinta que presentan una densidad de boquilla de al menos 600 dpi y que están equipados con boquillas con un diámetro D inferior a 25 µm.

13. El método de impresión por inyección de tinta de cualquiera de las reivindicaciones 11 a 12, en el que la impresión se realiza en un paso único.

14. El método de impresión por inyección de tinta de cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que la impresión se realiza utilizando un conjunto de tintas de inyección curables por UV que comprende al menos una tinta de inyección cian curable por UV, al menos una tinta de inyección magenta curable por UV, al menos una tinta de inyección amarilla curable por UV y al menos una tinta de inyección negra curable por UV.

15. El método de impresión por inyección de tinta de cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, en el que el volumen de gota es inferior a 20 pL.