Tintas individuales y juego de tintas para usar en la impresión en color por inyección de tinta de azulejos y de superficies de cerámica vidriada.

Un juego de tintas para uso al decorar la superficie vidriada de un artículo usando una impresora de inyección de tinta,

incluyendo el juego de tintas al menos tres tintas separadas conteniendo complejos solubles de metales de transición que, al calentarse a una temperatura desde aproximadamente 500°C a aproximadamente 1300°C, se descomponen para formar óxidos de color y/o combinaciones de color con uno o varios materiales del vidriado, incluyendo una primera tinta del juego de tintas un complejo de cobalto soluble para uso al formar un color cian, incluyendo una segunda tinta del juego de tintas un complejo de oro soluble para uso al formar un color magenta e incluyendo una tercera tinta del juego de tintas un complejo soluble de metales de transición para uso al formar un color amarillo.

Tintas individuales y juego de tintas para usar en la impresión en color por inyección de tinta de azulejos y de superficies de cerámica vidriada.

Campo de la invención La presente invención se refiere a un juego de tintas para uso en la impresión en color por inyección de tinta de artículos vidriados que se han de someter a altas temperaturas tal como, por ejemplo, azulejos cerámicos, un método de decorar artículos vidriados usando las tintas del juego de tintas, y artículos vidriados que tienen decoraciones impresas por inyección de tinta formadas sobre los mismos.

Antecedentes de la invención Los artículos que se someten a altas temperaturas durante el procesado tal como, por ejemplo, azulejos cerámicos vidriados, se decoran convencionalmente por procesos de impresión serigráfica o rodillo, que son conocidos. Los artículos se decoran de esta manera por la aplicación secuencial de pastas que contienen pigmentos de color triturados sólidos y/o vidrios suspendidos en un soporte líquido. Después de que las pastas han sido aplicadas o transferidas a la superficie del artículo, el artículo se calienta a altas temperaturas, típicamente desde aproximadamente 500ºC a aproximadamente 1.250ºC, durante varios minutos para fundir los vidrios e incorporar los sólidos formadores de color sobre la superficie del artículo cerámico y para eliminar por cocción el soporte líquido.

Los procesos de impresión serigráfica y de rodillo son adecuados para algunas aplicaciones tales como, por ejemplo, decoración monocolor de azulejos cerámicos vidriados. Sin embargo, tales procesos no son especialmente idóneos para generar decoraciones multicolor complejas porque generalmente se requieren pastas separadas y tamices separados para cada color utilizado en la decoración. Aunque en algunos casos es posible generar colores intermedios usando procesos de impresión serigráfica o rodillo combinando por sobreimpresión dos o más pastas de un juego de pastas de color complementarias sustractivas, tales colores intermedios tienden a variar ampliamente el color y la calidad de una pieza a otra porque es muy difícil colocar de forma consistente tamices secuenciales o configuraciones en un objeto y aplicar cantidades exactas de pasta. Además, las combinaciones sobreimpresas de diferentes pigmentos de color no siempre producen colores satisfactorios en azulejos cerámicos y superficies vidriados. Debido a estas limitaciones, los colores intermedios se generan convencionalmente en los procesos de impresión serigráfica y de rodillo aplicando una pasta del color deseado.

Uno de los procesos de impresión que se puede usar para generar decoraciones multicolor de alta calidad consistentes es la impresión en color por inyección de tinta. En el proceso de impresión en color por inyección de tinta, que es conocido, se generan colores intermedios en la superficie de artículos que se han de exponer solamente a temperaturas relativamente bajas tal como, por ejemplo, hojas de papel, imprimiendo en proximidad pequeños puntos de al menos dos tintas de un juego de tintas que incluye comúnmente al menos tres tintas para producir los colores complementarios sustractivos estándar cian (C) , magenta (M) , y amarillo (Y) . Los juegos de tintas de este tipo se denominan convencionalmente juegos de tintas CMY. A simple vista, los pequeños puntos impresos próximos de la tinta de color complementario sustractivo parecen ser colores intermedios de alta calidad tales como rojo, verde, azul, naranja y marrón. Sin embargo, cuando se observan bajo ampliación, suele ser posible identificar puntos discretos de la tinta de color complementario sustractivo que se pueden solapar o no realmente.

Típicamente, los juegos de tintas para uso con impresoras en color por inyección de tinta para objetos a baja temperatura (tal como papel) también incluyen una tinta para producir el color negro (K) en contraposición a generar negro por combinación de otras tintas de los juegos de tintas. Los juegos de tintas de este tipo se denominan convencionalmente juegos de tintas CMYK. Se incluye una tinta negra en estos juegos de tintas porque el negro es por lo general el color de más frecuente impresión en artículos a baja temperatura, tal como hojas de papel, y la inclusión de una tinta negra en el juego de tintas evita la necesidad y el gasto de usar las otras tintas del juego de tintas para formar un color negro. Además, de ordinario se obtiene un color negro mejor y más intenso usando una tinta negra que por combinación de las otras tintas del juego de tintas.

Sería muy ventajoso ser capaz de decorar artículos a alta temperatura, tales como azulejos cerámicos vidriados y otros artículos vidriados, usando tecnología de impresión en color por inyección de tinta. La impresión en color por inyección de tinta es un método sin contacto que podría reducir considerablemente la pérdida debida a rotura en la producción de azulejos cerámicos o artículos vidriados decorados, que así reduciría la cantidad de residuos generados durante tales procesos. Otra ventaja de la impresión en color por inyección de tinta es que son posibles cambios de diseño instantáneos cambiando la señal de orden de software que se envía al cabezal impresor, incrementando así la velocidad y eficiencia del proceso de desarrollar nuevos diseños de decoración de azulejos. En contraposición, con la tecnología de decoración por impresión serigráfica actualmente usada, hay que crear y alinear adecuadamente nuevos tamices y hay que preparar una nueva pasta de color cada vez que se hace un cambio de diseño. Así, el cambio de los diseños y colores con los procesos convencionales de serigrafía y rodillo es costoso y lento.

Las tintas utilizadas convencionalmente en la impresión en color por inyección de tinta de artículos que se exponen solamente a temperaturas bajas, tal como hojas de papel, no pueden ser usadas en artículos que se han de someter a altas temperaturas, tal como azulejos cerámicos vidriados, porque los pigmentos orgánicos productores de color en tales tintas convencionales se descomponen cuando se exponen a temperaturas superiores a 300ºC durante más de unos pocos minutos. Igualmente, las pastas utilizadas convencionalmente en la impresión serigráfica de artículos que se han de someter a altas temperaturas, tal como azulejos cerámicos vidriados, no se pueden utilizar en impresoras de inyección de tinta porque tales pastas son demasiado viscosas y contienen altas cargas de sólidos formadores de color suspendidos que tienden a sedimentar.

Airey y otros, Patente de Estados Unidos 5.407.474, describen tintas que contiene pigmentos inorgánicos sólidos que se pueden aplicar a artículos a alta temperatura usando una impresora de inyección de tinta, pero se ha hallado que es difícil controlar exactamente la aplicación de tales tintas. Las tintas basadas en la suspensión de sólidos inorgánicos en solución no son estables debido a la gran diferencia entre la densidad del sólido inorgánico y la solución en la que están suspendidos. Además, tales tintas también requieren una carga relativamente alta de sólidos inorgánicos productores de color para lograr intensidades de color satisfactorias, complicando así más su uso en impresoras de inyección de tinta. Es sabido que el tamaño y la distribución de tamaño de los sólidos incluidos en tintas utilizadas en impresión por inyección de tinta es crítico, y la duración operativa del cabezal impresor de inyección de tinta se reduce considerablemente por obstrucción, especialmente si hay partículas demasiado grandes para pasar por las boquillas. También se conoce que incluso muy partículas sólidas pequeño se pueden aglomerar formando partículas más grandes, produciendo de nuevo sedimentación de la tinta y obstrucción de las boquillas del cabezal impresor.

De Saint Romain, Patente de Estados Unidos número 5.273.575, describe varias composiciones de tinta que se puede aplicar usando una impresora de inyección de tinta a artículos que se han de someter a temperaturas superiores a 300ºC. Estas composiciones de tinta contienen sales metálicas solubles en agua que, después de descomposición por calor, forman óxidos de color o combinaciones de color con el material del artículo en el que se depositan. Se describen varias composiciones de tinta en los ejemplos de de Saint Romain que se pueden usar para formar los colores negro, gris, verde, azul, marrón, y gris-azul en la superficie de varias superficies cerámicas, dependiendo el color obtenido de la composición del artículo y la temperatura de cocción empleada. Aunque de Saint Romain describe varias composiciones de tinta que se pueden aplicar a artículos a alta temperatura usando una impresora de inyección de tinta, de... [Seguir leyendo]

1. Un juego de tintas para uso al decorar la superficie vidriada de un artículo usando una impresora de inyección de tinta, incluyendo el juego de tintas al menos tres tintas inmiscibles en agua separadas que contienen complejos solubles de metales de transición que, al calentarse a una temperatura desde aproximadamente 500ºC a aproximadamente 1300ºC, se descomponen para formar óxidos de color y/o combinaciones de color con uno o varios materiales del vidriado, incluyendo una primera tinta del juego de tintas un complejo de cobalto soluble para uso al formar un color cian, incluyendo una segunda tinta del juego de tintas un complejo de oro soluble para uso al formar un color magenta e incluyendo una tercera tinta del juego de tintas un complejo soluble de metales de transición para uso al formar un color amarillo.

2. El juego de tintas según la reivindicación 1, donde la primera tinta incluye además un complejo soluble de uno o varios metales de transición seleccionados del grupo que consiste en bismuto, cerio, cromo, cobre, hierro, manganeso, níquel, praseodimio, estaño, titanio, vanadio, zinc, y zirconio.

3. El juego de tintas según la reivindicación 1, donde la segunda tinta incluye además un complejo soluble de uno o varios metales de transición seleccionados del grupo que consiste en aluminio, antimonio, bismuto, cromo, cobre, hierro, manganeso, molibdeno, níquel, silicio, estaño, titanio, tungsteno, vanadio, itrio, zinc y zirconio.

4. El juego de tintas según la reivindicación 1, donde la tercera tinta incluye un complejo de praseodimio soluble.

5. El juego de tintas según la reivindicación 4, donde la tercera tinta incluye además un complejo de zirconio soluble.

6. El juego de tintas según la reivindicación 4, donde la tercera tinta incluye además un complejo soluble de uno o varios metales de transición seleccionados del grupo que consiste en antimonio, cerio, cromo, hierro, plomo, molibdeno, níquel, niobio, estaño, titanio, tungsteno, vanadio, zinc, y zirconio.

7. El juego de tintas según la reivindicación 1, donde la tercera tinta incluye una mezcla de complejos solubles de cromo y antimonio.

8. El juego de tintas según la reivindicación 7, donde la tercera tinta incluye además un complejo de titanio soluble.

9. El juego de tintas según la reivindicación 7, donde la tercera tinta incluye además un complejo soluble de uno o varios metales de transición seleccionados del grupo que consiste en cerio, hierro, plomo, manganeso, molibdeno, níquel, niobio, praseodimio, estaño, titanio, tungsteno, vanadio, itrio, zinc, y zirconio.

10. El juego de tintas según la reivindicación 1, donde la tercera tinta incluye una mezcla de complejos solubles de níquel y antimonio.

11. El juego de tintas según la reivindicación 10, donde la tercera tinta incluye además un complejo de titanio soluble.

12. El juego de tintas según la reivindicación 10, donde la tercera tinta incluye además un complejo soluble de uno o varios metales de transición seleccionados del grupo que consiste en cerio, cromo, hierro, plomo, manganeso, molibdeno, niobio, praseodimio, estaño, titanio, tungsteno, vanadio, itrio, zinc, y zirconio.

13. El juego de tintas según la reivindicación 1, donde los complejos solubles de metales de transición incluyen uno

o varios compuestos seleccionados del grupo que consiste en carboxilatos, alcóxidos, º-dicetonatos, quelatos, resinatos, carbonilos, mercaptanos, fosfinas, aminas, y amidas.

14. El juego de tintas según la reivindicación 13, donde el complejo soluble de metales de transición de la primera tinta incluye un carboxilato de cobalto insoluble en agua que contiene de 5 a 22 átomos de carbono.

15. El juego de tintas según la reivindicación 13, donde el complejo soluble de metales de transición de la segunda tinta incluye uno o varios seleccionados del grupo que consiste en dodecilmercaptida de oro, resinatos de oro, resinato mercaptanos de oro, acetilacetonato de oro, fosfinas de oro, y dispersiones de oro coloidal.

16. El juego de tintas según la reivindicación 13, donde el complejo soluble de metales de transición de la tercera tinta incluye un carboxilato de praseodimio insoluble en agua que contiene de 5 a 22 átomos de carbono.

17. El juego de tintas según la reivindicación 13, donde el complejo soluble de metales de transición de la tercera tinta incluye una mezcla de un carboxilato de cromo insoluble en agua que contiene de 5 a 22 átomos de carbono y un alcóxido o carboxilato de antimonio insoluble en agua que contiene de 5 a 22 átomos de carbono.

18. El juego de tintas según la reivindicación 13, donde el complejo soluble de metales de transición de la tercera tinta incluye una mezcla de un carboxilato de cromo insoluble en agua que contiene de 5 a 22 átomos de carbono, trifenil antimonio, y un alcóxido de titanio.

19. El juego de tintas según la reivindicación 13, donde el complejo soluble de metales de transición de la tercera tinta incluye una mezcla de un carboxilato de níquel insoluble en agua que contiene de 5 a 22 átomos de carbono y un carboxilato de antimonio insoluble en agua que contiene de 5 a 22 átomos de carbono.

20. El juego de tintas según la reivindicación 13, donde el complejo soluble de metales de transición de la tercera tinta incluye una mezcla de un carboxilato de níquel insoluble en agua que contiene de 5 a 22 átomos de carbono, trifenil antimonio, y un alcóxido de titanio.

21. El juego de tintas según la reivindicación 1, donde cada tinta separada incluye además uno o varios disolventes seleccionados del grupo que consiste en hidrocarburos aromáticos, hidrocarburos insaturados, hidrocarburos saturados, fracciones de destilados de petróleo, hidrocarburos saturados cíclicos, éteres, ésteres, cetonas, alcoholes, nitrilos e hidrocarburos halogenados.

22. El juego de tintas según la reivindicación 21, donde dicho disolvente incluye uno o varios seleccionados del grupo que consiste en parafinas, isoparafinas, nafténicos, y fracciones de destilados de petróleo.

23. El juego de tintas según la reivindicación 1, donde cada tinta separada tiene una viscosidad de aproximadamente 5 a aproximadamente 50 centipoises.

24. El juego de tintas según la reivindicación 1, donde cada tinta separada tiene una tensión superficial de aproximadamente 20 a aproximadamente 40 mN/m.

25. El juego de tintas según la reivindicación 1, donde cada tinta separada tiene una densidad de aproximadamente 0, 6 a aproximadamente 2, 5 g/ml.

26. El juego de tintas según la reivindicación 1, que incluye además una cuarta tinta que incluye un complejo de rutenio soluble para uso al formar un color negro.

27. El juego de tintas según la reivindicación 26, donde la cuarta tinta incluye además un complejo soluble de uno o varios metales de transición seleccionados del grupo que consiste en antimonio, cromo, cobalto, cobre, oro, iridio, hierro, manganeso, molibdeno, níquel, paladio, platino, estaño, titanio, tungsteno, y vanadio.

28. El juego de tintas según la reivindicación 26, donde el complejo de rutenio soluble de la cuarta tinta incluye uno o más compuestos seleccionados del grupo que consiste en carboxilatos, alcóxidos, º-dicetonatos, quelatos, carbonilos, fosfinas, aminas y resinatos.

29. El juego de tintas según la reivindicación 28, donde el complejo de coordinación de rutenio soluble de la cuarta tinta incluye un carboxilato de rutenio que contiene de 5 a 22 átomos de carbono.

30. El juego de tintas según la reivindicación 26, donde dicha cuarta tinta incluye además uno o varios disolventes seleccionados del grupo que consiste en hidrocarburos aromáticos, hidrocarburos insaturados, hidrocarburos saturados, fracciones de destilados de petróleo, hidrocarburos saturados cíclicos, éteres, ésteres, cetonas, alcoholes, nitrilos e hidrocarburos halogenados.

31. El juego de tintas según la reivindicación 30, donde dicho disolvente incluye uno o varios seleccionados del grupo que consiste en parafinas, isoparafinas, nafténicos, trementina, y fracciones de destilados de petróleo.

32. El juego de tintas según la reivindicación 26, donde dicha cuarta tinta tiene una viscosidad de aproximadamente 5 a aproximadamente 50 centipoises.

33. El juego de tintas según la reivindicación 26, donde dicha cuarta tinta tiene una tensión superficial de aproximadamente 20 a aproximadamente 40 mN/m.

34. El juego de tintas según la reivindicación 26, donde dicha cuarta tinta tiene una densidad de aproximadamente 0, 6 a aproximadamente 2, 5 g/ml.

35. Un método para decorar una superficie vidriada de un artículo con una impresora de inyección de tinta que incluye:

proporcionar un juego de tintas que incluye al menos una primera tinta inmiscible en agua que incluye un complejo de cobalto soluble para uso para formar un color cian, una segunda tinta inmiscible en agua que incluye un complejo de oro soluble para uso para formar un color magenta y una tercera tinta inmisicible en agua que incluye un complejo soluble de metales de transición para uso para formar un color amarillo;

aplicar las tintas del juego de tintas a la superficie vidriada del artículo usando una impresora de inyección de tinta, aplicándose al menos dos de las tintas en o cerca del mismo punto en la superficie vidriada del artículo, donde se desea un color intermedio; y

36. El método de la reivindicación 35, donde el juego de tintas incluye además una cuarta tinta incluyendo un complejo de rutenio soluble para uso al formar un color negro.

37. El método de la reivindicación 35, donde la tercera tinta del juego de tintas incluye un complejo de praseodimio soluble y la superficie vidriada del artículo contiene ZrO2 y/o ZrSiO2.

38. El método de la reivindicación 35, donde la tercera tinta del juego de tintas incluye una mezcla de complejos solubles de praseodimio y zirconio.

39. El método de la reivindicación 35, donde la tercera tinta del juego de tintas incluye una mezcla de complejos 10 solubles de cromo y antimonio y la superficie vidriada del artículo contiene TiO2.

40. El método de la reivindicación 35, donde la tercera tinta del juego de tintas incluye una mezcla de complejos solubles de cromo, antimonio y titanio.

41. El método de la reivindicación 35, donde la tercera tinta del juego de tintas incluye una mezcla de complejos solubles de níquel y antimonio y la superficie vidriada del artículo contiene TiO2.

42. El método de la reivindicación 35, donde la tercera tinta del juego de tintas incluye una mezcla de complejos solubles de níquel, antimonio y titanio.

43. El método de la reivindicación 35, donde el artículo incluye un cuerpo de cerámica.

44. El método de la reivindicación 43, donde el cuerpo de cerámica incluye un azulejo arquitectónico.