Tintas con un efecto comparable al del grabado para imprimir sobre superficies cerámicas.

Composición de tinta en chorro de tinta para la impresión sobre un sustrato de cerámica que comprende:

(a) un vehículo líquido;

(b) partículas submicra o submicrón de la composición de enlace que tienen un punto de fusión inferior a 600ºC; y

(c) partículas submicra que causan un efecto tipo grabado, siendo dichas partícula submicra un punto de fusión Znelevado que contiene partículas de frita de vidrio, compuestas por SiO2, ZnO, y B2O3, o bien una combinación de lasmismas con partículas de óxido metálico, causando dichas partículas submicra un efecto tipo grabado que tiene unpunto de fusión de al menos 50ºC por encima del punto de fusión de dichas partículas submicra de la composiciónde enlace.

Tintas con un efecto comparable al del grabado para imprimir sobre superficies cerámicas Campo de la invención La presente invención se refiere a tintas en chorro de tinta para imprimir sobre superficies de cerámica, en particular vidrio.

Fundamento de la invención En general, el efecto tipo grabado hace referencia a un efecto óptico resultado de la estructura superficial no lisa y de la morfología. El tipo original de grabado hace referencia a un método de impresión en huecograbado en el cual la imagen se incide o entalla en la superficie de una placa metálica usando un ácido. El ácido causa o provoca el grabado de piezas predeterminadas de la superficie del sustrato, lo que da lugar a una superficie con varias alturas, con un aspecto óptico único. Se puede lograr un efecto similar al grabar el vidrio con las sustancias químicas apropiadas o mediante el engrosamiento de la superficie de vidrio, por ejemplo mediante chorreado con arena.

Se dispone de productos comerciales para la impresión serigráfica con el objetivo de lograr un efecto tipo grabado en las superficies de vidrio y este efecto se consigue al crear una rugosidad en la superficie que se obtiene por la presencia de partículas con un tamaño medio de partícula superior al de varias micras. Dichos productos son además altamente viscosos ya que tienen una concentración elevada de partículas. Estas dos características son adecuadas para la impresión serigráfica convencional pero no lo son para la impresión por chorro de tinta.

Los materiales de cerámica son sustratos quebradizos, duros, resistentes al calor y a la corrosión fabricados mediante el moldeo y luego calentamiento de un mineral no metálico, como la arcilla, a una elevada temperatura. Los esmaltes, la porcelana y los ladrillos son ejemplos de materiales que se fabrican mediante el moldeo o la conformación de minerales y el refuerzo o la combustión de los mismos a elevadas temperaturas.

Los productos de vidrio se fabrican típicamente fundiendo silicatos con óxido de boro, óxido de bismuto, óxido de aluminio o bien pentóxido de fósforo a elevadas temperaturas. Tienen propiedades mecánicas y ópticas muy variables y se solidifican a partir de un estado fundido sin cristalización en una forma transparente o translúcida. Mientras que los artículos de vidrio son generalmente duros y quebradizos, la ausencia de estructura cristalina los pone en la clase de sólidos amorfos. Los artículos de vidrio que pueden requerir gráficos grabados incluyen ventanas, espejos, utensilios de cocina, frascos, recipientes y más.

Desde el punto de vista de la impresión se dispone de varios métodos para decorar vidrio y cerámica con imágenes de alta calidad. Los procesos de impresión utilizados para la impresión de vidrio y cerámica se basan en una variedad de sistemas de impresión. La mayoría de tintas pertenecen a una de las dos familias: orgánicas e inorgánicas.

Las tintas orgánicas se utilizan normalmente en impresión serigráfica, por chorro de tinta y en almohadillas y consisten en pigmentos orgánicos y resinas junto con otras sustancias químicas que se solidifican con el tiempo y se basan en la temperatura u otra forma de energía para crear una unión con el sustrato. Las tintas orgánicas más eficaces se fabrican como sistemas de dos componentes o dos partes. Estas tintas contienen generalmente resinas capaces de polimerización que se fusionan con los catalizadores para iniciar la polimerización.

Las tintas inorgánicas utilizan pigmentos a base de minerales y materiales que una vez impresos tienen que ser calentados y fundidos a elevadas temperaturas para poderse combinar con la superficie del sustrato y formar una unión permanente. Sin embargo, se espera que los componentes de la tinta orgánica se quemen a elevada temperatura.

Los colores cerámicos, es decir las llamadas tintas cerámicas inorgánicas, son una mezcla de pigmentos (óxidos metálicos y sales) y partículas de vidrio finamente trituradas, llamadas frita. Estos materiales se funden al sustrato por calcinación (cocción) a temperaturas entre 600-1450ºC. Las temperaturas de cocción varían dependiendo de la preparación del color, de la naturaleza del sustrato y de otros criterios de aplicación, pero en todos los casos las temperaturas deben ser controladas cuidadosamente para conseguir colores específicos después de la cocción.

Estas temperaturas de cocción elevadas se utilizan como los componentes de los colores cerámicos que es preciso que se fundan de manera que se fundan a la superficie cerámica en la que están impresos. Mientras que estas tintas se denominan normalmente "inorgánicas" pueden contener también pequeñas cantidades de material orgánico. Los componentes orgánicos son los materiales en los cuales el pigmento y la frita se encuentran suspendidos para crear una tinta de impresión. Estos materiales orgánicos, que son aceitosos por naturaleza, han sido diseñados para quemarse rápidamente durante la cocción sin afectar a la calidad de la impresión y al color final. Mientras que la impresión sobre superficies cerámicas con tintas inorgánicas se puede obtener por serigrafía,

impresión en almohadilla o impresión digital, las tintas cerámicas comerciales son difíciles de utilizar en la impresión por chorro de tinta ya que normalmente tienen una viscosidad superior a la requerida para la impresión por chorro de tinta (aproximadamente 20-40 cP) , y la frita de vidrio contenida en las mismas, que es del orden de micras, tiende a sedimentar y también a obstruir los orificios de la placa de la cual es chorreada la tinta durante la impresión por chorro de tinta.

Una composición de tinta que contiene pigmentos, que es líquida a temperatura ambiente para imprimir sobre un sustrato de cerámica que se fundirá al sustrato en la cocción tal como se describe en WO2005/019360.

Existe una necesidad ampliamente reconocida y sería muy ventajoso tener una composición de tinta en chorro de tinta que sea líquida para su uso en impresoras de chorro de tinta y que pueda proporcionar un efecto tipo grabado en lugar de las composiciones tradicionales de impresión serigráfica.

Sería deseable el uso de la impresión por chorro de tinta sobre las superficies cerámicas con partículas cerámicas de tamaño submicra, que imparten el efecto tipo grabado en lugar de los métodos habituales de impresión por serigrafía.

El objetivo de la presente invención es conseguir el efecto tipo grabado mediante impresión digital, es decir impresión por chorro de tinta, sobre superficies cerámicas, principalmente superficies de vidrio mientras se utilizan las tintas nuevas en chorro de tinta.

Adaptarse a la impresión digital puede tener las ventajas siguientes: reducción de los costes que implica el almacenamiento de pantallas o dispositivos de transporte debido al almacenamiento digital de los modelos deseados en lugar del almacenamiento físico; reducción de costes por la impresión de volumen mínimo lo que puede ser prohibitivo en la serigrafía; aumento de la facilidad y versatilidad de la conexión de un diseño a otro, capacidad para la utilización de la impresión de borde a borde.

Resumen de la invención La presente invención se refiere a una composición de tinta en chorro de tinta para imprimir sobre un sustrato de cerámica que comprende:

(a) un vehículo líquido;

(b) partículas submicra o submicrón de la composición de enlace que tienen un punto de fusión inferior a 600ºC; y

(c) partículas submicra que causan un efecto tipo grabado, siendo dichas partícula submicra un punto de fusión Zn elevado que contiene partículas de frita de vidrio, compuestas por SiO2, ZnO, y B2O3, o bien una combinación de las mismas con partículas de óxido metálico, causando dichas partículas submicra un efecto tipo grabado que tiene un punto de fusión de al menos 50ºC por encima del punto de fusión de dichas partículas submicra de la composición de enlace.

La presente invención se refiere además a un proceso de impresión que comprende:

(a) incorporar a una impresora de chorro de tinta una composición de tinta en chorro de tinta tal como se ha descrito en la presente invención;

(b) imprimir dicha composición de tinta en un sustrato de cerámica;

(c) calcinar el sustrato de cerámica a una temperatura por encima del punto de fusión de las partículas submicra de la composición de enlace y por debajo del punto de fusión de las partículas submicra que causan un efecto tipo grabado que da lugar a un modelo... [Seguir leyendo]

1. Composición de tinta en chorro de tinta para la impresión sobre un sustrato de cerámica que comprende:

(a) un vehículo líquido;

(b) partículas submicra o submicrón de la composición de enlace que tienen un punto de fusión inferior a 600ºC; y

(c) partículas submicra que causan un efecto tipo grabado, siendo dichas partícula submicra un punto de fusión Zn elevado que contiene partículas de frita de vidrio, compuestas por SiO2, ZnO, y B2O3, o bien una combinación de las mismas con partículas de óxido metálico, causando dichas partículas submicra un efecto tipo grabado que tiene un punto de fusión de al menos 50ºC por encima del punto de fusión de dichas partículas submicra de la composición de enlace.

2. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 1 que se caracteriza por:

(a) pasa a ser parte o componente integral del sustrato tras la exposición a temperaturas superiores al punto de fusión de dicha composición de enlace; y (b) logra un patrón o bien un efecto tipo grabado tras la cocción de dicho sustrato.

3. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 2 donde dicha exposición se realiza a temperaturas de 600ºC o inferiores.

4. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 1 para su uso en la impresión por chorro de tinta.

5. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 1 que tiene una viscosidad inferior a 50 cP a temperatura ambiente.

6. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 1 que tiene una viscosidad inferior a 25 cP a la temperatura del chorro.

7. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 1 donde dicho vehículo líquido es al menos un disolvente orgánico.

8. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 7 donde al menos un disolvente orgánico se elige entre PM (éter monometílico de propilenglicol) , DPM (éter monometílico de dipropilenglicol) , TPM (éter monometílico de tripropilenglicol) , PnB (éter mono n-butílico de propilenglicol) , DPnB (éter monobutílico de dipropilenglicol) , TPnB (éter mono n-butílico de tripropilenglicol) , PnP (éter monopropílico de propilenglicol) , DPnP (éter mono propílico de dipropilenglicol) , TPnB-H (eter butílico de propilenglicol) , PMA (acetato de éter monometílico de propilenglicol) , Dowanol DB (éter monobutílico de dietilenglicol) , diacetato de propilenglicol (PGDA) , éter butilglicol, ciclohexanona, acetato de éter butílico de etilenglicol, butanol, diacetato de propilenglicol, DPMA (acetato de éter metílico de dipropilenglicol) , éter metílico de dipropilenglicol, DPnP éter n-propílico de dipropilenglicol) , éter dimetílico de dipropilenglicol, acetoacetato de etilo o bien otros éteres de etilenglicol o bien propilenglicol; o una combinación de dos o más de los mismos.

9. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 1 donde el diámetro de dichas partículas submicra es inferior a 1 micra.

10. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 1 donde dicha composición de enlace que tiene un punto de fusión inferior a 600ºC es una frita de vidrio que contiene Bi.

11. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 1 donde dicha composición de enlace es una frita de vidrio que contiene Bi compuesta por SiO2, ZnO y B2O3.

12. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 11 donde el porcentaje en peso de SiO2 en la frita de vidrio es del 10-70%.

13. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 11 donde el porcentaje en peso de Bi2O3 en la frita de vidrio es del 10-60%.

14. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 11 donde el porcentaje en peso de B2O3 en la frita de vidrio es del 3-50%.

15. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 1 donde dichas partículas de óxido metálico se eligen entre sílice, alúmina, ZnO, zirconio, SnO, Sb2O5, PbO y mezclas de las mismas.

16. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 1 donde la concentración de las partículas de óxido metálico se basa en el peso total de la composición y se encuentra en el intervalo del 0, 1-5% en peso.

17. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 16 donde la concentración de dichas partículas de óxido metálico se encuentra en el intervalo del 0, 1-3% en peso.

18. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 17 donde la concentración de dichas partículas de óxido metálico se encuentra en el intervalo del 0, 2-2% en peso.

19. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 1 donde la concentración en peso de SiO2 en la frita de vidrio es del 10-50%.

20. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 1 donde la concentración en peso de ZnO en la frita de vidrio es del 10-30%.

21. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 1 donde la concentración en peso de B2O3 en la frita de vidrio es del 3-50%.

22. Composición de tinta en chorro de tinta de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el punto de fusión de dichas partículas de frita de alto punto de fusión es superior a 600ºC.

23. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 22 donde el punto de fusión de dichas partículas de frita de alto punto de fusión es superior a 650ºC.

24. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 22 donde el punto de fusión de dichas partículas de frita de alto punto de fusión es superior a 700ºC.

25. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 1 donde dicho sustrato de cerámica es el vidrio.

26. Composición de tinta en chorro de tinta de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que además comprende un aglutinante polimérico orgánico.

27. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 26 donde el aglutinante polimérico orgánico se elige de las resinas acrílicas, de las resinas acrílicas carboxiladas, de la polivinilpirrolidona, polivinilbutiral, condensado de urea y aldehídos, resinas de polivinilo, butirato de acetato de celulosa y mezclas de los mismos.

28. Composición de tinta en chorro de tinta de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde dicho vehículo líquido consiste básicamente en al menos un agente endurecible por rayos UV.

29. Composición de tinta en chorro de tinta de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que además comprende al menos un agente endurecible por rayos UV.

30. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 28 ó 29 donde el agente endurecible de la tinta se elige entre monómeros fotopolimerizables y oligómeros fotopolimerizables.

31. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 30 que comprende además al menos un fotoiniciador

o fotosensibilizador.

32. Composición de tinta en chorro de tinta de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además al menos un aditivo.

33. Composición de tinta en chorro de tinta de la reivindicación 32 donde dicho aditivo se elige entre: agentes humectantes, dispersantes, antiespumantes, agentes que controlan la reología, agentes anticorrosivos, agentes de control de la evaporación, polímeros orgánicos como aglutinantes y agentes de fijación y mezclas de cualquiera de los mismos.

34. Proceso de impresión que comprende:

(a) incorporar a una impresora de chorro de tinta una composición de tinta en chorro de tinta tal como se ha descrito en la presente invención;

(b) imprimir dicha composición de tinta en un sustrato de cerámica;

(c) calcinar el sustrato de cerámica a una temperatura por encima del punto de fusión de las partículas submicra de la composición de enlace y por debajo del punto de fusión de las partículas submicra que causan un efecto tipo grabado que da lugar a un modelo o imagen con un efecto tipo grabado.

35. Proceso de impresión de la reivindicación 34 donde dicha cocción se realiza a una temperatura de 600ºC o inferior.

36. Proceso de impresión de las reivindicaciones 34 o 35 que comprende imprimir unas gotas en número variable en un lugar específico en el sustrato de cerámica, lo que da lugar a una distribución uniforme o no uniforme de las gotas de la composición de tinta sobre el sustrato de cerámica.

37. Proceso de impresión de la reivindicación 36 donde dichos números variables son iguales o distintos para cada ubicación en el sustrato.

38. Proceso de impresión de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende un proceso aleatorio de filtración de datos bidimensionales o tridimensionales, para obtener un efecto tipo grabado.

39. Sustrato de cerámica impreso con un modelo o imagen que tiene un efecto tipo grabado, por medio del proceso de impresión de cualquiera de las reivindicacione.

3. 38.