Tinta con reología modificada y procedimiento de impresión.

Una tinta para impresoras de chorro de tinta, que comprende

a) uno o más agentes pseudoplásticos líquidos o disueltos,

seleccionados del grupo que consiste en

i) polimetacrilatos,

ii) ésteres de tribehenin-PEG-20 y

iii) fosfatos de hidroxipropil almidón,

en una cantidad de 0,1-10% en peso;

b) uno o más colorantes en una cantidad de 0,9-30% en peso;

c) un soporte acuoso que comprende, además de agua, uno o más agentes seleccionados del grupo que 10 consiste en

i) humectantes,

ii) dispersantes,

iii) biocidas,

iv) tensioactivos,

v) agentes complejantes,

vi) aditivos adicionales

en una cantidad de 40-99% en peso, teniendo dicha tinta para impresoras de chorro de tinta una viscosidad (a una temperatura de 25ºC) de 10-100 cP a una velocidad de cizalla de 0 s-1 y una viscosidad de 5-20 cP a una velocidad de cizalla de 200-400 s-1.

Tinta con reología modificada y procedimiento de impresión

CAMPO DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a tintas para impresoras de chorro de tinta que comprenden un agente pseudoplástico, a conjuntos de tintas que comprenden tales tintas, a procedimientos de fabricación de tales tintas, a procesos de impresión utilizando estas tintas y al uso de agentes pseudoplásticos en las tintas para impresoras de chorro de tinta.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La impresión digital permite una modificación rápida y fácil de las imágenes a imprimir. Sin embargo, la velocidad de la impresión digital se ha mantenido generalmente por detrás de los procesos de impresión convencionales, tales como la impresión litográfica y procesos de impresión offset.

Se están realizando esfuerzos para producir hardware de impresora digital más rápido. En particular, las impresoras de chorro de tinta están mejorando en velocidad. Cabezales de chorro de tinta disparan a frecuencias más altas para mejorar la velocidad de las impresoras de chorro de tinta. La viscosidad de las tintas para impresoras de chorro de tinta se ha incrementado ya que por parte de las impresoras de chorro de tinta se utilizan cabezales de mayor frecuencia.

Las impresoras de chorro de tinta han utilizado tradicionalmente tintas que tienen una viscosidad inferior a 10 centipoises (cP) . Por ejemplo, muchos cabezales de chorro de tinta de Epson en común utilizan tintas con una viscosidad de alrededor de 3 - 5 cP a 25°C. Sin embargo, los cabezales de chorro de tinta más recientes tales como los de Aprion, Scitex Vision (Hewlett Packard) , Spectra, Xaar, Ricoh, Kyocera y Seiko utilizan tintas que tienen una viscosidad en el intervalo de 7 a 15 cP a 25°C. Impresoras propuestas más recientemente utilizan tintas que tienen incluso una mayor viscosidad. Por ejemplo, un cabezal Printos utiliza tintas que tienen un intervalo de viscosidades entre 20 - 100 cP a 25°C.

El uso de tintas de mayor viscosidad presenta varios problemas. Agentes espesantes y glicoles se utilizan para aumentar la viscosidad de la tinta. Estas tintas de mayor viscosidad comprenden, por ejemplo, 40% a 45% (en peso) de glicol. Un mayor porcentaje de glicol hace necesario un porcentaje relativamente menor de colorantes tales como pigmentos o tintes, que resulta en una imagen impresa de calidad inferior, con una vitalidad del color reducida.

Además, el mayor porcentaje de glicol o agentes espesantes y humectantes similares resulta en una tinta que no se seca fácilmente sobre la superficie impresa tal como papel, plástico o material textil en comparación con tintas acuosas más tradicionales que tienen un mayor porcentaje de agua. El alto porcentaje de glicoles o agentes similares puede requerir el uso de campanas de secado o hardware similar para secar la tinta después de imprimirla.

Todavía otro problema relacionado con las tintas de alta viscosidad es que las tintas más densas requieren más energía para imprimir las tintas. La frecuencia adicional de disparo de los cabezales de la impresora y el requisito de energía adicional para forzar la tinta más viscosa a través de los cabezales de la impresora da como resultado una cantidad sustancial de calor que está siendo generado en los cabezales de impresión. Las impresoras que utilizan tintas de mayor viscosidad pueden requerir un aparato de refrigeración, tal como un sistema de agua circulante, que elimine el calor de los cabezales de impresión. Por ejemplo, el cabezal Printos más reciente es capaz de disparar tintas de alta viscosidad de 10 - 100 cP a 25°C, pero un sistema de refrigeración debe integrarse a los cabezales de impresión para reducir la temperatura de los cabezales y las tintas. Este requisito aumenta aún más la complejidad de la tecnología del cabezal, así como el coste de las impresoras, y el coste de uso de las impresoras.

Por lo tanto, es un objeto de la presente invención mitigar al menos algunos de estos inconvenientes del estado conocido de la técnica. En particular, existe la necesidad de una tinta que proporcione tintas de mayor viscosidad según sea necesario para impresoras de chorro de tinta de alta velocidad. La tinta deseada no debería tener altos niveles de materiales que son difíciles de secar, p. ej., glicoles. La tinta deseada también debería permitir altos porcentajes de colorantes a utilizar en la tinta para mejorar la calidad de impresión. La tinta debería reducir la generación de calor en el cabezal de impresión cuando se compara con otras tintas de alta viscosidad.

Estos objetivos se consiguen mediante una tinta para impresoras de chorro de tinta según se define en las reivindicaciones 1 y 2. Aspectos adicionales de la invención se describen en la memoria descriptiva y reivindicaciones independientes, formas de realización preferidas se describen en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones subordinadas.

La presente invención se describirá en más detalle a continuación. Se entiende que las diversas formas de realización, preferencias e intervalos según se proporcionan / describen en esta memoria descriptiva se pueden combinar a voluntad. Además, dependiendo de la realización específica, pueden no ser aplicables definiciones, realizaciones o intervalos seleccionados. También se entiende que la expresión "que comprende", en el contexto de esta invención, también debe incluir el significado de "que contiene" o "que consiste en".

La expresión material "líquido" se refiere a cualquier material o componente que sea líquido en condiciones ambientales tal como agua y glicol. La expresión material "sólido" se refiere a cualquier material o componente que sea sólido en condiciones ambientales tal como pigmentos. Los materiales sólidos pueden estar presentes "dispersados" tales como pigmentos, colorantes dispersos o resinas, o "disueltos" tales como agentes pseudoplásticos. Materiales disueltos pueden estar presentes como una solución (es decir, mono-fase) , como una solución micelar o como una emulsión (es decir, bi-fase) .

La expresión "cabezal de impresión" se conoce en el sector y, en particular, designa un cabezal de chorro de tinta de una impresora de chorro de tinta tales como están comercialmente disponibles de Epson, Aprion, Scitex Vision (Hewlett Packard) , Spectra, Xaar, Ricoh, Seiko, Kyocera, Konica-Minolta, Trident, Imaje, Video-Jet, Canon, Memjet, Jemtex, Hitachi, Toshiba Tec.

SUMARIO DE LA PRESENTE INVENCIÓN

La presente invención es una tinta que es útil en las impresoras de chorro de tinta, y es líquida en el momento de la impresión. La tinta tiene una viscosidad relativamente alta antes de la impresión y justo después de la impresión. La tinta se diluye a medida que atraviesa el cabezal de la impresora de chorro de tinta en respuesta a la tensión de cizalla y otras restricciones aplicadas a la tinta por el cabezal de la impresora de chorro de tinta. El comportamiento reológico de la tinta cambia durante el proceso de disparo debido a la solicitación y las restricciones aplicadas a las tintas y la viscosidad de la tinta se reduce a medida que la tinta transita a través del cabezal de chorro de tinta, por lo que la viscosidad de la tinta se reduce materialmente dentro del cabezal de chorro de tinta. La tinta comprende colorantes, un agente pseudoplástico y un soporte. La tinta puede comprender otros materiales para facilitar la impresión de la tinta. Por lo tanto, en un sentido amplio, la invención proporciona una tinta que es líquida en el momento de la impresión y es adecuada para su uso en impresoras de chorro de tinta, comprendiendo dicha tinta un colorante, un agente pseudoplástico y un soporte que es líquido en el momento de la impresión, en donde dicha tinta tiene una viscosidad relativamente más alta a temperatura ambiente y antes de penetrar en un cabezal de impresión de una impresora de chorro de tinta, y en donde una viscosidad de dicha tinta se reduce en dicho cabezal de impresión mediante la aplicación de cizalla a dicho agente pseudoplástico por parte de dicho cabezal de impresión durante la impresión de dicha tinta.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas En una realización, la tinta es una tinta para impresoras de chorro de tinta que comprende un colorante, un soporte y un agente pseudoplástico. La tinta puede ser líquida en condiciones ambientales, y es líquida en el momento de la impresión. La tinta de la presente invención tiene una viscosidad relativamente más alta antes de penetrar en el cabezal de la impresora, tras lo cual la viscosidad se reduce a medida que el agente pseudoplástico topa con una cizalla inducida por el funcionamiento normal del cabezal de la impresora de chorro de tinta. A medida que la tinta sale... [Seguir leyendo]

1. Una tinta para impresoras de chorro de tinta, que comprende a) uno o más agentes pseudoplásticos líquidos o disueltos, seleccionados del grupo que consiste en i) polimetacrilatos, ii) ésteres de tribehenin-PEG-20 y iii) fosfatos de hidroxipropil almidón, en una cantidad de 0, 1-10% en peso;

b) uno o más colorantes en una cantidad de 0, 9-30% en peso;

c) un soporte acuoso que comprende, además de agua, uno o más agentes seleccionados del grupo que consiste en i) humectantes, ii) dispersantes, iii) biocidas, iv) tensioactivos, v) agentes complejantes, vi) aditivos adicionales en una cantidad d.

4. 99% en peso,

teniendo dicha tinta para impresoras de chorro de tinta una viscosidad (a una temperatura de 25ºC) de 10-100 cP a una velocidad de cizalla de 0 s-1 y una viscosidad de 5-20 cP a una velocidad de cizalla d.

20. 400 s-1.

2. La tinta de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el agente pseudoplástico se selecciona del grupo que consiste en ésteres de tribehenin-PEG-20 y fosfatos de hidroxipropil almidón.

3. La tinta de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde el colorante se selecciona i) del grupo que consiste en pigmentos insolubles, tintes de sublimación y tintes de dispersión y/o ii) del grupo que consiste en tintes reactivos solubles y tintes ácidos.

4. La tinta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el soporte acuoso comprende, además de agua y humectantes, uno o más agentes seleccionados del grupo que consiste en dispersantes, biocidas, tensioactivos, agentes complejantes y aditivos adicionales.

5. La tinta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que está, con la excepción de los colorantes, exenta de material sólido.

6. La tinta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la tinta está contenida en un cartucho para impresora de chorro de tinta.

7. Un juego de tintas que comprende al menos tres tintas mezclables, en donde cada una de las tintas en el juego de tintas comprende una tinta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

8. El juego de tintas de acuerdo con la reivindicación 7, en donde las tintas mezclables comprenden a) tinta amarilla, tinta cian, tinta magenta, opcionalmente tinta negra, opcionalmente tinta blanca; o b) amarillo (Y) , magenta (M) , cian (C) , negro (K) , naranja y azul; o c) tinta CMYK naranja, roja, azul y verde, o tinta CMYK naranja, azul, violeta y verde.

9. Una materia impresa, que comprende a) un material de base impreso b) una tinta de imprenta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 sobre la superficie de dicho material de base.

10. La materia impresa de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el material de base se selecciona del grupo que consiste en papel, cartón, plástico, metal y materiales textiles.

11. La materia impresa de acuerdo con la reivindicación 9 ó 10, en donde la tinta de imprenta está impresa en forma de una letra, una cifra o un símbolo; o como un revestimiento.

12. Un método para fabricar una tinta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, que comprende las etapas de a) combinar los componentes de a) , b) y c) , p. ej. con un mezclador de elevada velocidad de dispersión y b) filtrar bajo presión el producto así obtenido.

13. Un método de acuerdo con la reivindicación 12, en el que la etapa b) comprende la etapa de filtrar bajo presión el producto así obtenido a través de un filtro con poros inferiores a 1 μm.

14. Un método para fabricar una materia impresa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, que comprende las etapas de proporcionar un material de base y una tinta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 a una impresora de chorro de tinta e imprimir dicha tinta sobre dicho material de base mediante el uso de dicha impresora.

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15. Uso de una tinta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 o un juego de tintas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8 para la impresión por chorro de tinta.

16. Uso de un agente pseudoplástico, seleccionado del grupo que consiste en 10 ● polimetacrilatos,

● ésteres de tribehenin-PEG-20 y

● fosfatos de hidroxipropil almidón, en una tinta para impresoras de chorro de tinta.

17. El uso de acuerdo con la reivindicación 16, en donde la tinta es una tinta para impresoras de chorro de tinta que contiene

● un colorante seleccionado del grupo de tintes de sublimación y

● un soporte acuoso.