Tinta de inyección blanca mejorada para la estabilidad de la dispersión.

Conjunto de tintas de inyección de color curables por radiación que comprende una tinta blanca que contieneun pigmento con un índice de refracción superior a 1,

60 y al menos una tinta de inyección de color,caracterizado por el hecho de que la viscosidad de la tinta de inyección blanca es al menos 4 mPa.s superior ala viscosidad de la tinta de inyección de color, en el que la viscosidad se mide a 40 ºC con un Brookfield DVII+Pro a 12 rotaciones por minuto,

que la tinta de inyección blanca contiene al menos un 26% en peso del pigmento con respecto al peso total dela tinta de inyección blanca, y

que la tinta de inyección blanca comprende un iniciador del tipo Norrish I o un iniciador del tipo Norrish II comofotoiniciador.

Tinta de inyección blanca mejorada para la estabilidad de la dispersión

Campo técnico

La presente invención se refiere a métodos de impresión por inyección de tinta y conjuntos de tintas de inyección usando una tinta de inyección blanca.

Antecedentes de la técnica En la impresión por inyección de tinta, las gotas pequeñas de fluido de tinta 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 sobre un receptor de tinta, la tinta incluye típicamente un vehículo líquido y uno o más sólidos, tales como tintes o pigmentos y aglutinantes poliméricos. Se entenderá fácilmente que la composición óptima de dicha tinta depende del método de impresión usado y en la naturaleza del receptor de tinta que se imprimirá. 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 que es más o menos absorbente, mientras que las tintas de fusión en caliente y las tintas curables por UV se imprimen normalmente sobre receptores de tinta no absorbentes.

Las tintas de inyección blancas se usan generalmente para la "impresión superficial" o "impresión del reverso" para formar una imagen por reflexión sobre un sustrato transparente. En la impresión superficial, se forma un fondo blanco sobre un sustrato transparente usando una tinta blanca e inmediatamente después, se imprime una imagen a color, después de lo cual la imagen final formada se ve a partir de la cara impresa. En la impresión del reverso así denominada, se forma una imagen a color sobre un sustrato transparente usando tintas de color y después se aplica una tinta blanca sobre las tintas de color y la imagen formada final se observa a través del sustrato transparente. En una realización preferida, la tinta de inyección de color se expulsa sobre la tinta de inyección blanca parcialmente curada. Si la tinta blanca sólo está parcialmente curada, se observa una humectabilidad mejorada de la tinta de color sobre la capa de tinta blanca. El curado parcial inmoviliza la tinta sobre la superficie del sustrato. Puede realizarse un ensayo rápido para determinar si la tinta de inyección blanca está curada parcialmente frotando un dedo o un paño a través de la superficie impresa, con lo que se observa que la tinta puede correrse o difuminarse sobre la superficie.

Los pigmentos con un índice de refracción alto, tales como dióxido de titanio, se usan en la tinta blanca para obtener una opacidad suficiente de la capa impresa. La sedimentación de estas partículas densas en un fluido de baja viscosidad, tal como una tinta de inyección, es un desafío real para los formuladores de tintas. Los problemas de obturación de las boquillas de los cabezales de inyección de tinta y la poca estabilidad de almacenamiento de la tinta son consecuencias directas de de sedimentación y agregación de pigmentos blancos debido a la diferencia en la gravedad específica entre las partículas de pigmento y el medio líquido de la tinta.

Se han usado diversos enfoques que tratan de superar estos problemas. Un enfoque es mejorar la dispersabilidad. El documento EP 1388578 A (DAINIPPON INK) describe una composición de tinta curable por ultravioleta para el registro de la inyección por chorro que comprende óxido de titanio, un dispersante polimérico que tiene un grupo funcional básico, un compuesto fotopolimerizable y un iniciador de la fotopolimerización, el óxido de titanio se trata superficialmente con sílice y alúmina y el peso de la sílice, que coexiste con el óxido de titanio, es mayor que el de la alúmina.

Otro enfoque es diseñar partículas que muestran menos sedimentación. El documento US 4880465 (VIDEOJET) describe una tinta de inyección blanca no pigmentada que comprende microesferas vacías que contienen una región hueca central cargada con un líquido capaz de difundirse a través de las paredes de dichas microesferas y tienen un diámetro interior de aproximadamente 0, 1 a aproximadamente 0, 5 micrómetros y un diámetro exterior de aproximadamente 0, 4 a aproximadamente 0, 1 micrómetros. La sedimentación se reduce drásticamente pero la opacidad de una capa blanca impresa de este tipo permanece limitada.

Un tercer enfoque es la adaptación del hardware que implica un medio de agitación para reducir la sedimentación, tal como, por ejemplo, un agitador en el recipiente de suministro de la tinta blanca. Sin embargo, es complejo y costoso prever un medio de agitación en el cabezal de impresión y el tubo desde el recipiente de suministro al cabezal de impresión.

Sería deseable ser capaz de imprimir capas blancas de calidad consistente en una amplia variedad de receptores de tinta usando una impresora de inyección del estado de la técnica que no requiera ninguna adaptación compleja o costosa de la impresora, en la que los problemas de sedimentación del pigmento en la tinta de inyección blanca se reducen o eliminan en gran medida.

Objetos de la invención Es un objeto de la presente invención proporcionar conjuntos de tintas de inyección y métodos de impresión por inyección de tinta mejorados para los problemas de sedimentación de la tinta de inyección blanca.

Los objetos adicionales de la invención serán evidentes a partir de la descripción en lo sucesivo en este documento.

Resumen de la invención El TiO2 es el pigmento blanco de elección para una tinta de inyección blanca debido básicamente a que su índice de refracción, que indica su capacidad de recubrimiento y por tanto la opacidad, es considerablemente mayor que el de otros pigmentos blancos (véase la Tabla 1) .

Tabla 1

Pigmento blanco Índice de refracción Densidad (g/cm3)

Rutilo TiO2 2, 73 4, 3

Anatasa TiO2 2, 55 3, 9

Óxido de cinc 2, 02 5, 6

Plomo blanco 1, 94-2, 09 5, 5

Litopón 1, 84 4, 3

Barita 1, 64 4, 5

Carbonato cálcico 1, 63 2, 8

Se descubrió que los problemas de sedimentación en la impresión por inyección de tinta podrían reducirse en gran medida usando concentraciones de TiO2 mayores, conduciendo a una viscosidad mayor y reduciendo la viscosidad de la tinta en la impresora de inyección por inyección a un nivel en el que la tinta de inyección se puede expulsar

aumentando la temperatura de expulsión.

Los objetos de la presente invención se han realizado con un conjunto de tintas de inyección de color tal y como se define en la reivindicación 1.

Los objetos de la presente invención también se han realizado con un método de impresión por inyección de tinta tal y como se define en la reivindicación 7. Los objetos de la presente invención también se han realizado con una impresora de inyección tal y como se define en la reivindicación 13.

Los objetos de la presente invención también se han realizado con la utilización tal y como se define en la reivindicación 15.

Las ventajas y realizaciones adicionales de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción.

Definiciones El término "colorante", como se usa en la descripción de la presente invención, se refiere a tintes y pigmentos.

El término "tinte", como se usa en la descripción de la presente invención se refiere a un colorante que tiene una 50 solubilidad de 10 mg/l o más en el medio en el que se aplica y en las condiciones ambientales pertinentes.

El término "pigmento" se define en la norma DIN 55943, incorporada en este documento por referencia, como un agente colorante que es prácticamente insoluble en el medio de aplicación en las condiciones ambientales correspondientes, que tiene por tanto una solubilidad de menos de 10 mg/l en el mismo.

El término “C.I.” se utiliza... [Seguir leyendo]

1. Conjunto de tintas de inyección de color curables por radiación que comprende una tinta blanca que contiene un pigmento con un índice de refracción superior a 1, 60 y al menos una tinta de inyección de color, caracterizado por el hecho de que la viscosidad de la tinta de inyección blanca es al menos 4 mPa.s superior a la viscosidad de la tinta de inyección de color, en el que la viscosidad se mide a 40 ºC con un Brookfield DVII+Pro a 12 rotaciones por minuto, que la tinta de inyección blanca contiene al menos un 26% en peso del pigmento con respecto al peso total de la tinta de inyección blanca, y que la tinta de inyección blanca comprende un iniciador del tipo Norrish I o un iniciador del tipo Norrish II como fotoiniciador.

2. Conjunto de tintas de inyección de color según la reivindicación 1, en el que el pigmento con un índice de refracción superior a 1, 60 es dióxido de titanio.

3. Conjunto de tintas de inyección de color según la reivindicación 2, en el que el dióxido de titanio es rutilo.

4. Conjunto de tintas de inyección de color según la reivindicación 2 ó 3, en el que el tamaño de partícula medio de las partículas del dióxido de titanio, medido mediante espectroscopía de correlación de fotones a una longitud de onda de 633 nm, se encuentra entre 0, 2 y 0, 5 μm.

5. Conjunto de tintas de inyección de color según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el iniciador de tipo Norrish I se selecciona de entre el grupo que consiste en benzoinéteres, bencil cetales, a, adialcoxiacetofenonas, a-hidroxialquilfenonas, a-aminoalquilfenonas, óxidos de acilfosfina, sulfuros de acilfosfina, a-halocetonas, a-halosulfonas y a-halofenilglioxalatos.

6. Conjunto de tintas de inyección de color según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el iniciador de tipo Norrish II se selecciona de entre el grupo que consiste en benzofenonas, tioxantonas, 1, 2-dicetonas y antraquinonas.

7. Conjunto de tintas de inyección de color según la reivindicación 6, en el que la tinta de inyección blanca contiene además un coiniciador seleccionado de entre el grupo que consiste en una amina alifática, una amina aromática y un tiol.

8. Conjunto de tintas de inyección de color según la reivindicación 7, en el que el coiniciador se selecciona de entre el grupo que consiste en una amina terciaria, un tiol heterocíclico y el ácido 4-dialquilamino-benzoico.

9. Conjunto de tintas de inyección de color según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la tinta de inyección blanca comprende un compuesto polimerizable seleccionado de entre el grupo que consiste en acrilato de isobornilo, acrilato de fenoxietilo, acrilato de tetrahidrofurfurilo, (met) acrilato de 2- (2-viniloxietoxi) etilo y N-vinilcaprolactama.

10. Conjunto de tintas de inyección de color según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9, en el que el dióxido de titanio es un óxido de titanio tratado con alúmina o alúmina-sílice.

11. Conjunto de tintas de inyección de color según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el conjunto de tintas comprende una tinta de inyección cian, una tinta de inyección magenta, una tinta de inyección amarilla y una tinta de inyección negra.

12. Conjunto de tintas de inyección de color según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el conjunto de tintas es un conjunto de tintas de inyección multi-densidad.

13. Conjunto de tintas de inyección de color según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el conjunto de tintas comprendre dos, tres, cuatro o más tintas negras de tono diferente, una tinta blanca y uno o más líquidos incoloros.

14. Conjunto de tintas de inyección de color según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que la viscosidad de la tinta de inyección blanca es inferior a 15 mPa.s a una velocidad de cizallamiento de 100 s-1 y a una temperatura de expulsión de entre 10 y 70 ºC.

15. Conjunto de tintas de inyección de color según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que la tinta de inyección blanca comprende el pigmento blanco en una proporción de al menos el 30% en peso con respecto al peso total de la tinta de inyección blanca.