Tinta inyectable.

Un método de impresión por inyección de tinta que consiste en:

inyectar desde una impresora de inyección de tinta una inyección de una tinta curable por luz ultravioleta sobre un sustrato para aplicar un marcado y exponer el marcado a radiación ultravioleta después de al menos dos segundos para que así se cure la tinta mediante polimerización catiónica; en donde la tinta tiene una viscosidad de entre 1 centipoise y 50 centipoises a temperatura de impresión, y la tinta comprende un colorante, un sistema fotoiniciador y un reagente catiónico; dicho reagente catiónico es una sustancia química que se polimeriza al quedar expuesta a un sistema fotoiniciador catiónico irradiado con UV y el marcado no queda expuesto a la radiación ultravioleta durante dos segundos por lo menos después de la impresión.

Tinta inyectable Reivindicación de prioridad

Esta solicitud reivindica prioridad bajo 35 USC §119 (e) frente a la Solicitud de Patente Estadounidense Nº. de serie 60/549.645, presentada el 3 de marzo de 2004

Antecedentes La invención se refiere a tintas inyectables para la impresión por inyección de tinta. Durante la impresión por inyección de tinta, la tinta es eyectada, generalmente a temperatura elevada, a través de un componente de un cabezal de impresión, por ejemplo, una serie de boquillas, sobre un sustrato. En algunos casos, a la eyección le sigue un paso de curación como medio de control del flujo. Un método de curación consiste en exponer a radiación ultravioleta (UV) una tinta que contiene reagentes reactivos que se polimerizan tras la exposición a la radiación UV. Normalmente, la tinta se reseca ante la radiación UV en milisegundos de impresión sobre el sustrato. La rápida exposición a la radiación UV también se utiliza para controlar la ganancia de puntos y se conoce como fijación.

Resumen En líneas generales, la invención se refiere a tintas inyectables curables con UV que incluyen un reagente catiónico, por ejemplo, un monómero catiónico. El término "reagente catiónico", tal y como se utiliza en el presente documento, es una sustancia química, que al quedar expuesto a un sistema fotoiniciador catiónico irradiado con UV, se polimeriza.

En un aspecto, la invención se refiere un método de impresión. El método consiste en imprimir por inyección de tinta una tinta curable con UV que comprende un colorante y un reagente catiónico, sobre un sustrato con lo que se forma una marca y exponer la marca a radiación UV después de al menos dos segundos para curar la tinta impresa. En este sentido, el método proporciona un medio de impresión de tintas inyectables curables con UV que evita la necesidad de utilizar una fijación y también puede utilizarse con una impresión y curación en línea. El término "marca", tal y como se utiliza en el presente documento, es una impresión, imagen o gráfico inducido por una tinta suministrada por una pluralidad de boquillas de inyección de tinta, que se denomina impresión por inyección de tinta. Algunas realizaciones pueden incluir una o más de las siguientes características. El marcado se expone a radiación UV solo después de 5 segundos, por ej., 10 segundos, 20 segundos, 30 segundos, 1 minuto, 5 minutos, 10 minutos, 30 minutos, 60 minutos, 90 minutos, 5 horas, 10 horas, 16 horas o 24 horas. En algunos casos, el marcado se cura como parte de un proceso de curación por lotes que comprende una pluralidad, por ej., 2, 5, 10, 25 o 50 de los sustratos. El sustrato puede ser una placa de circuito impreso (PCB) , por ejemplo, una placa de circuito (por ej., de Vermont Circuits, Inc., número de pieza 5454, de Brattleboro, Vermont) .

En otro aspecto, la invención se refiere a una tinta inyectable curable con UV que incluye un colorante y un reagente catiónico en donde la tinta tiene un valor según la prueba de dureza del lápiz ASTM 3363 de 2H por lo menos, por ej., al menos 3H o al menos 4H sobre un sustrato de una placa de circuito impreso.

En otro aspecto, la invención se refiere a una tinta inyectable curable con UV que incluye un colorante y un reagente catiónico, en donde la tinta tiene una viscosidad de entre 9 centipoises y 15 centipoises a 65 °C y 72 °C (por ej., entre 10 centipoises y 12 centipoises a 68 °C) , medido con un viscosímetro de Brookfield. A la temperatura de inyección, la viscosidad óptima de inyección generalmente se basa en el cabezal de impresión que se esté utilizando y normalmente la especifica el fabricante del cabezal de impresión.

En otro aspecto, la tinta puede tener una viscosidad a una velocidad de cizallamiento de 20 s-1 y una temperatura de unos 20 °C de entre unos 170 centipoises y menos de unos 500 centipoises. Adicionalmente, la tinta puede tener una viscosidad a una velocidad de cizallamiento de 1000 s-1 y a una temperatura de 20 °C de entre unos 100 centipoises y 270 centipoises (medida según un análisis realizado con un reómetro AR2000ETC de TA Instruments, que se describe a continuación) .

En otro aspecto, la invención se refiere a una composición de tinta inyectable curable con UV que incluye un colorante, un reagente catiónico y un aditivo modificador de la reología que incluye una fracción hidroxi, por ejemplo, alcohol estearílico; o un diol tal como 1, 10-decanodiol (por ej., Speziol C10/2 que puede adquirirse en Cognis Corp. USA, Cincinnati, Ohio) , 1, 12-estearildiol (Speziol C18/2 que puede adquirirse en Cognis Corp. USA, Cincinnati, Ohio)

o un glicérido de sebo (por ej., Tallow Glyceride 060 que puede adquirirse en Koster Keunen, Inc., Watertown, Connecticut) . Algunas realizaciones específicas de las tintas pueden incluir una o más de las siguientes características. El reagente catiónico puede ser un monómero epoxi tal como bis- (3, 4-epoxiciclohexil) adipato (por ej., UVR 6128 de Dow Chemical Co., Midland, Michigan) , éter diglicidílico de 1, 4-butanodiol o éter diglicidílico de neopentilglicol. La tinta puede incluir, por ejemplo, más de un reagente catiónico (por ej., 2, 3 o más) . La tinta puede incluir, por ejemplo, un aditivo modificador de la reología. Ejemplos de aditivos modificadores de la reología incluyen aditivos tales como aceite de ricino hidrogenado o cera de abejas. En algunos casos, los aditivos modificadores de la reología pueden incluir fracciones hidroxi que pueden intervenir en el proceso de polimerización de los reagentes catiónicos (por ej., monómeros epoxi) . Algunos ejemplos de hidroxi que contienen modificadores de la reología incluyen alcoholes tales como alcohol estearílico y behenato de glicerilo además de polioles, por ejemplo, dioles, tales como 1, 10-decanodiol, 1, 12-estearildiol y Tallow Glyceride 060. La tinta preferentemente incluye un sistema fotoiniciador, por ejemplo, un generador fotoácido que incluye una mezcla de sales de hexafluorofosfato de triarilsulfonio (por ej., Cyracure UVT6992) como las disponibles en Union Carbide (una filial de The Dow Chemical Company) . (Aunque se hace referencia al fotoiniciador UVI 6992, este es químicamente igual que el UVI 6990, que se produce mediante unos procesos ligeramente diferentes y menos costosos económicamente) . El sistema de fotoiniciación puede estar formulado con o sin un sensibilizador, por ejemplo, un sensibilizador de UV tal como 9, 10-dietoxiantraceno, 2-etil9, 10-dimetoxiantraceno o perileno. La tinta puede incluir aproximadamente entre un 60 % y un 90 % en peso de un reagente catiónico, aproximadamente entre un 3 % y un 7, 5 % en peso de un aditivo modificador de la reología (por ej., un modificador de la reología que contiene hidroxi) y aproximadamente entre un 0, 5 % y un 30 % en peso de colorante. En algunos casos, el reagente catiónico se utiliza para dispersar el colorante.

En otro aspecto, la invención incluye un método para la impresión de una de las tintas arriba descritas.

La invención también incluye un sustrato, tal como una PCB, por ejemplo una Placa de Circuito de Vermont, que tiene una marca de una de las tintas arriba descritas.

De la descripción y de las reivindicaciones se desprenderán otras características, objetos y ventajas.

Descripción detallada Un ejemplo de una tinta preferente incluye uno o más reagentes catiónicos que contienen epoxi que se polimerizan con la exposición a radiación UV, un aditivo modificador reológico, un colorante y un sistema fotoiniciador.

Reagentes catiónicos Un reagente puede incluir un monómero y/o un oligómero o un grupo lateral reactivo sobre una cadena de polímeros (por ej., grupos epoxi laterales) . Los monómeros que contienen epoxi son fracciones que incluyen al menos un grupo epóxido. En muchos casos, el monómero que contiene epoxi incluye dos o más grupos epóxidos. Ejemplos de monómeros que contienen epoxi incluyen compuestos epoxi cicloalifáticos tales como bis- (3, 4-epoxiciclohexil) adipato, 3, 4-epoxiciclohexil-metil-3, 4-epoxiciclohexano carboxilato y 7-oxa-biciclo[4.1.0]hept-3-ilmetil éster del ácido 7-oxa-biciclo[4.1.0]heptano-3-carboxílico. Los monómeros que contienen epoxi también incluyen derivados de éter que incluyen derivados de diol tales como éter diglicidílico de 1, 4-butanodiol y éter diglicidílico de neopentil glicol. Otros derivados de éter que contienen epoxi incluyen éteres glicidílicos tales como éter glicidílico de n-butilo, éter glicidílico de butilo destilado, éter glicidílico de 2-etilhexilo, éter glicidílico C8-C10 alifático, éter glicidílico C12-C14 alifático, éter glicidílico de O-cresilo, éter glicidílico de P-terciario butilfenilo, éter glicidílico de nonilfenilo, éter glicidílico... [Seguir leyendo]

1. Un método de impresión por inyección de tinta que consiste en:

inyectar desde una impresora de inyección de tinta una inyección de una tinta curable por luz ultravioleta sobre un sustrato para aplicar un marcado y exponer el marcado a radiación ultravioleta después de al menos dos segundos para que así se cure la tinta mediante polimerización catiónica; en donde la tinta tiene una viscosidad de entre 1 centipoise y 50 centipoises a temperatura de impresión, y la tinta comprende un colorante, un sistema fotoiniciador y un reagente catiónico; dicho reagente catiónico es una sustancia química que se polimeriza al quedar expuesta a un sistema fotoiniciador catiónico irradiado con UV y el marcado no queda expuesto a la radiación ultravioleta durante dos segundos por lo menos después de la impresión.

2. El método de la reivindicación 1, en donde el sustrato es una placa de circuito impreso.

3. El método de la reivindicación 1, en donde el marcado no se expone a una radiación ultravioleta durante al menos 30 segundos después de la impresión.

4. El método de la reivindicación 1, en donde el marcado se cura como parte de un proceso de curación por lotes en el que intervienen una pluralidad de los sustratos.

5. El método de la reivindicación 1, en donde el reagente catiónico es un reagente epoxi.

6. El método de la reivindicación 5, en donde la tinta incluye además un segundo reagente catiónico epoxi.

7. El método de la reivindicación 5, en donde el reagente epoxi es un monómero seleccionado del grupo que consiste en bis- (3, 4-epoxiciclohexil) adipato, éter diglicidílico de 1, 4-butanodiol y éter diglicidílico de neopentilglicol.

8. El método de la reivindicación 1, en donde la tinta comprende además un aditivo de modificación de la reología que incluye una fracción hidroxi.

9. El método de la reivindicación 8, en donde el aditivo de modificación de la reología se selecciona del grupo que consiste en alcohol estearílico y behenato de glicerilo.

10. El método de la reivindicación 8, en donde el aditivo de modificación de la reología es un diol.

11. El método de la reivindicación 10, en donde el diol se selecciona del grupo que consiste en 1, 12-estearildiol, 1, 10-decanodiol y un glicérido de sebo.

12. El método de la reivindicación 1, en donde el sistema fotoiniciador comprende un iniciador y un sensibilizador de UV.