BRPI0619320B1 - FIXER FORMULATION FOR INK JET PRINTING AND INK JET INK SYSTEM WITH LOW CORROSIVITY - Google Patents

Description

"FORMULAÇÃO DE FIXADOR PARA IMPRESSÃO A JATO DE TINTA E SISTEMA DE TINTA DE JATO DE TINTA COM BAIXA CORROSIVIDADE" Antecedentes [001] A presente divulgação relaciona-se com conjuntos de tintas de jato de tinta, onde um "conjunto" compreende tintas pretas e coloridas, bem como um fluido fixador, e onde o fluido fixador tem baixa corrosividade contra metais (p.ex., aço, alumínio). Um fluido fixador pode ser impresso junto com tintas padrão para melhorar a qualidade da impressão e durabilidade da tinta impressa sobre uma mídia. Embora estes fixadores aumentem a resistência à água, resistência a manchas, e/ou resistência à luz das tintas, elas tipicamente são corrosivas para o cabeçote de impressão ou canetas que as alojam."FIXER FORMULATION FOR INK JET PRINTING AND LOW CORROSIVITY INK JET SYSTEM" Background [001] This disclosure relates to inkjet ink sets, where a "set" comprises black and white inks. as well as a fixing fluid, and where the fixing fluid has low corrosiveness against metals (eg steel, aluminum). A setting fluid can be printed along with standard inks to improve print quality and the durability of ink printed on a medium. While these fasteners increase the water resistance, smudge resistance, and / or light resistance of inks, they are typically corrosive to the printhead or pens that house them.

[002] Fixadores típicos dependem de polímeros catiônicos tais como, por exemplo, resinas poli(etileno imina) (PEI), poliaminas, poliamidas quaternizadas, poliguanidinas, diciandiamida e resinas poli(dialildimetil amônio) em uma solução aquosa para complexar com e insolubilizar corantes e pigmentos em formulações de tintas aquosas. Policátions comercialmente disponíveis são tipicamente fornecidos com contra-íons de cloreto. Cloreto pode provocar a corrosão por microfissuração de componentes de alumínio dentro do cabeçote de impressão. Baseado na literatura, o íon de cloreto é sabido a acelerar a corrosão do alumínio dissolvendo a camada protetora de óxido sobre a superfície de alumínio. Veja, p.ex., Gu, H.C.; Huang, S.J.; Liu, X.F., Corrosion [Corrosão], V58, n° 10, 826-834, 2002 e McCafferty, E., J. Electrochemical Soc., 150, 7, B342- 347, 2003, ambos os quais são incorporados aqui em suas totalidades.Typical fasteners rely on cationic polymers such as, for example, poly (ethylene imine) (PEI) resins, polyamines, quaternized polyamides, polyguanidines, dicyandiamide and poly (diallyldimethyl ammonium) resins in an aqueous solution to complex with and insolubilize dyes. and pigments in aqueous paint formulations. Commercially available polycations are typically provided with chloride counterions. Chloride can cause corrosion by micro cracking of aluminum components inside the printhead. Based on the literature, chloride ion is known to accelerate the corrosion of aluminum by dissolving the oxide protective layer on the aluminum surface. See, e.g., Gu, H.C .; Huang, S.J .; Liu, XF, Corrosion, V58, No. 10, 826-834, 2002, and McCafferty, E., J. Electrochemical Soc., 150, 7, B342- 347, 2003, both of which are incorporated herein by reference. totalities.

[003] Por exemplo, uma amostra de solução contendo 1% em peso de NaCl gera 50 vezes mais corrente anódica do que uma amostra contendo 0,01% em peso de NaCl, e 1500 vezes mais corrente anódica do que água deionizada. A corrente anódica é diretamente proporcional à taxa de corrosão.For example, a solution sample containing 1 wt% NaCl generates 50 times more anodic current than a sample containing 0.01 wt% NaCl, and 1500 times more anodic current than deionized water. The anodic current is directly proportional to the corrosion rate.

[004] Devido a imperfeições da caneta e microfissuração a partir dos ions de cloreto nas soluções de fixador, pode resultar em falha prematura da caneta. Em adição, fixadores com alto teor de cloreto podem requerer manuseio especial durante o transporte devido à natureza corrosiva, adicionando custo ao produto, e talvez tornando despachos aéreos impraticáveis. Portanto, é desejável ter um método para reduzir o impacto negativo de formulações de fixador em componentes do cabeçote de impressão, enquanto mantendo suas outras propriedades desejáveis.Due to pen imperfections and microfissure from chloride ions in fixative solutions, premature pen failure may result. In addition, high chloride fasteners may require special handling during transportation due to the corrosive nature, adding cost to the product, and perhaps rendering impractical air dispatches. Therefore, it is desirable to have a method for reducing the negative impact of fixer formulations on printhead components while retaining their other desirable properties.

Sumário [005] Resumidamente descrito, as configurações desta divulgação incluem conjuntos de tintas de jato de tinta de baixa corrosividade e sistemas de tinta, e métodos para preparar tintas de baixa corrosividade. Um sistema exemplar de tinta de jato de tinta de baixa corrosividade, entre outros, inclui uma formulação de tinta e uma formulação de fixador. Uma formulação exemplar de fixador inclui água, um agente fixador policatiônico, e um contra-ion, o contra-ion sendo escolhido para reduzir a presença de halogênio no fixador.Summary Briefly described, the configurations of this disclosure include low corrosivity inkjet ink assemblies and ink systems, and methods for preparing low corrosivity ink. An exemplary low corrosivity inkjet ink system, among others, includes an ink formulation and a fixative formulation. An exemplary fixative formulation includes water, a polycationic fixative, and a counterion, the counterion being chosen to reduce the presence of halogen in the fixative.

[006] Um método exemplar, entre outros, para tornar uma formulação de tinta substancialmente não corrosiva inclui as etapas de: dissolver um policátion com um contra-íon não contendo halogênio em um solvente para formar uma formulação de fixação em um primeiro veiculo, e preparar uma formulação de tinta em um segundo veiculo, a formulação de fixação sendo usada para subrevestir ou sobrerrevestir a formulação de tinta em um substrato.An exemplary method, inter alia, for making a paint formulation substantially non-corrosive includes the steps of: dissolving a polycation with a non-halogen-containing counterion in a solvent to form a fixture formulation in a first vehicle, and preparing an ink formulation on a second vehicle, the fixing formulation being used to overcoat or overcoat the ink formulation on a substrate.

[007] Um sistema de tinta de jato de tinta exemplar com baixa corrosividade inclui uma tinta, sendo que a tinta compreende um corante, e um primeiro veiculo aquoso para o corante; e o sistema de tinta de jato de tinta adicionalmente inclui um fixador substancialmente não corrosivo, sendo que o fixador compreende um agente fixador policatiônico, um contra-ion não de halogênio para o agente fixador policatiônico, e um segundo veiculo aquoso para o fixador.An exemplary low corrosion inkjet ink system includes an ink, the ink comprising a dye, and a first aqueous vehicle for the dye; and the inkjet ink system further includes a substantially non-corrosive fixative, the fixative comprising a polycationic fixing agent, a non-halogen counterion for the polycationic fixing agent, and a second aqueous vehicle for the fixative.

[008] Outros conjuntos de tinta de jato de tinta e sistemas de tinta, métodos para preparar tintas de baixa corrosividade, e formulações de fixador são descritos em mais detalhes abaixo.Other inkjet ink assemblies and ink systems, methods for preparing low corrosivity inks, and fixative formulations are described in more detail below.

Descrição resumida dos desenhos [009] Muitos aspectos desta divulgação e as configurações da invenção descritas aqui podem ser mais bem entendidos com referência aos desenhos seguintes. Os componentes nos desenhos não estão necessariamente em escala. Além disso, nos desenhos, numerais de referência iguais designam partes correspondentes através de todas as varias vistas.Brief Description of the Drawings Many aspects of this disclosure and the embodiments of the invention described herein may be better understood with reference to the following drawings. The components in the drawings are not necessarily to scale. Furthermore, in the drawings, like reference numerals designate corresponding parts through all the various views.

[0010] A fig. 1 ilustra um gráfico de barras dos resultados de um método de teste do Departamento de Transporte (DOT) dos E.U.A. para corrosão como executado em vários fixadores exemplares por 1 semana extrapolados para um ano; e A fig. 2 ilustra um gráfico de barras dos resultados de um método de teste do DOT dos E.U.A. para corrosão como executado em vários fixadores exemplares por 1 dia extrapolados para um ano.Fig. 1 illustrates a bar graph of the results of a US Department of Transportation (DOT) test method for corrosion as performed on several exemplary fasteners for 1 week extrapolated to one year; and FIG. 2 illustrates a bar graph of the results of a US DOT test method for corrosion as performed on several exemplary fixtures for 1 day extrapolated to one year.

Descrição detalhada [0011] Para obter imagens que sejam duráveis em relação à raspagem, sujeira, ou água, as tintas contendo pigmentos e/ou corantes aniônicos são subimpressas e/ou superimpressas com fluidos fixadores contendo polímeros catiônicos. O complexo corante/polímero forma uma mistura durável que é resistente à raspagem e é resistente à água. Os fixadores comumente operam criando uma interação carga-carga adversa com um corante em tinta aquosa, precipitando e fixando assim o corante sobre a superfície do substrato. Este mecanismo e efetivo com tintas aquosas porque o corante é tipicamente estabilizado para a dispersão ou solução por um mecanismo iônico. Um fixador com carga oposta efetivamente desestabiliza e fixa o corante. Com tintas baseadas em pigmentos, o pH tipicamente baixo do fixador despedaça os pigmentos, tornando-os difíceis para redispersar em água.Detailed Description [0011] For images that are durable against scraping, dirt, or water, inks containing anionic pigments and / or dyes are subprinted and / or overprinted with cationic polymer-containing fixing fluids. The dye / polymer complex forms a durable blend that is scratch resistant and water resistant. Fasteners commonly operate by creating an adverse charge-charge interaction with an aqueous ink dye, thereby precipitating and fixing the dye onto the substrate surface. This mechanism is effective with aqueous inks because the dye is typically stabilized for dispersion or solution by an ionic mechanism. An oppositely charged fixer effectively destabilizes and fixes the dye. With pigment-based inks, the typically low fixer pH shatters the pigments, making them difficult to redisperse in water.

[0012] A composição de tinta divulgada inclui um ou mais corantes, um veiculo aquoso e, opcionalmente, outros ingredientes tais como tensoativos, dispersantes, ligantes, e/ou outros aditivos e adjuvantes bem conhecidos na técnica relevante. A composição da tinta é aplicada a um substrato em combinação com o fluido fixador (de fixação), o fluido fixador incluindo um agente de fixação em um veículo aquoso. 0 fluido fixador pode ser aplicado ao substrato primeiro, e então a tinta impressa sobre o topo do fixador aplicado. Alternativamente, a tinta pode ser aplicada ao substrato primeiro, e então o fluido fixador impresso sobre o topo da tinta aplicada.The disclosed ink composition includes one or more dyes, an aqueous carrier and optionally other ingredients such as surfactants, dispersants, binders, and / or other additives and adjuvants well known in the relevant art. The paint composition is applied to a substrate in combination with the fixing fluid (fixing fluid), the fixing fluid including a fixing agent in an aqueous vehicle. The fixative fluid may be applied to the substrate first, and then the ink printed on top of the applied fixative. Alternatively, the ink may be applied to the substrate first, and then the fixing fluid printed on top of the applied ink.

Corante para tinta aquosa [0013] O corante pode ser solúvel ou dispersado em um veiculo de tinta aquoso. Corantes solúveis (p.ex., tinturas) são dissolvidos no veiculo aquoso, enquanto corantes insolúveis (p.ex., pigmentos) são dispersados estavelmente.Aqueous Ink Dye The dye may be soluble or dispersed in an aqueous ink vehicle. Soluble dyes (eg dyes) are dissolved in the aqueous vehicle, while insoluble dyes (eg pigments) are dispersed stably.

[0014] Corantes adequados para aplicações de jato de tinta são geralmente bem conhecidos. Uma seleção representativa de tais corantes pode ser encontrada, por exemplo, na patente U.S. n° 5.932.631 e U.S. SIR H1967, as divulgações das quais são incorporadas por referência aqui em suas totalidades para todos os propósitos como se registradas completamente. A escolha exata de corantes depende dos requisitos da reprodução de cor e qualidade de impressão da aplicação.Suitable dyes for inkjet applications are generally well known. A representative selection of such dyes can be found, for example, in U.S. Patent No. 5,932,631 and U.S. SIR H1967, the disclosures of which are incorporated by reference herein in their entirety for all purposes as if fully recorded. The exact choice of dyes depends on the application's color reproduction requirements and print quality.

[0015] Os corantes usados em um veiculo de tinta aquoso são mais comumente de caráter iônico, o que significa que eles formam um cromóforo iônico (aniônico ou catiônico dependendo do corante especifico) em solução aquosa. Frequentemente, estes corantes são somente levemente solúveis em um veiculo não aquoso.The dyes used in an aqueous paint vehicle are most commonly ionic in character, meaning that they form an ionic chromophore (anionic or cationic depending on the specific dye) in aqueous solution. Often, these dyes are only slightly soluble in a non-aqueous vehicle.

[0016] Exemplos não limitantes de corantes aniônicos que são efetivos com os fixadores divulgados são: corantes diretos pretos, tais como Direct Black 168 (DB168) , Direct Black 19 (DB19) , variantes de Fast Black 2; corantes de ciano ftalocianina, tais como ProJet Cyan 485; corantes de ciano ácidos, tais como Acid Blue 9 (AB9) , Acid Blue 7 (AB7); misturas de um ciano ácido e ciano ftalocianina, tais como AB9 e ProJet Cyan 485; corantes gama ácido magenta, tais como Magenta 377 (M377); corantes H-ácido magenta, tais como ProJet Magenta 364 (M364); corantes Xanteno magenta, tais como Acid Red 289 (AR289) ; misturas de corantes H-ácido magenta e Xanteno magenta, tais como misturas de ProJet Magenta 364 e AR289; corantes direto amarelo, tais como Direct Yellow 132 (DY132); corantes ácido amarelo tais como Acid Yellow 23 (AY23) ; e misturas de corantes direto amarelo e corantes ácido amarelo, tais como misturas de DY132 e AY23.Nonlimiting examples of anionic dyes that are effective with the disclosed fixatives are: direct black dyes such as Direct Black 168 (DB168), Direct Black 19 (DB19), Fast Black 2 variants; phthalocyanine dyes, such as ProJet Cyan 485; cyano acid dyes such as Acid Blue 9 (AB9), Acid Blue 7 (AB7); mixtures of an acid cyano and cyano phthalocyanine, such as AB9 and ProJet Cyan 485; magenta acid gamma dyes, such as Magenta 377 (M377); H-acid magenta dyes, such as ProJet Magenta 364 (M364); magenta Xanthene dyes such as Acid Red 289 (AR289); magenta H-acid and xanthene magenta dye mixtures, such as mixtures of ProJet Magenta 364 and AR289; direct yellow dyes, such as Direct Yellow 132 (DY132); yellow acid dyes such as Acid Yellow 23 (AY23); and mixtures of direct yellow dyes and yellow acid dyes, such as mixtures of DY132 and AY23.

[0017] Pigmentos adequados para aplicações de jato de tinta também são geralmente bem conhecidos. Uma seleção representativa de tais pigmentos pode ser encontrada, por exemplo, na patente U.S. n° 5.026.427, patente U.S. n° 5.086.698, patente U.S. n° 5.141.556, patente U.S. n° 5.169.436 e patente U.S. n° 6.160.370, as divulgações das quais são incorporadas por referência aqui em suas totalidades para todos os propósitos como se completamente registradas. A escolha exata de pigmento depende dos requisitos de reprodução de cor e qualidade de impressão da aplicação. O pigmento pode ser preto, tal como aqueles baseados em negro de fumo, ou podem ser coloridos tais como aqueles baseados em ciano (p.ex., PB 15:3 e 15:4), magenta (p.ex., PR 122 e 123), e amarelo (p.ex., PY 128, 74 e 120). Os pigmentos adequados também incluem pigmentos autodispersantes (SDPs). Os SDPs para tintas aquosas são bem conhecidos.Pigments suitable for inkjet applications are also generally well known. A representative selection of such pigments can be found, for example, in US Patent No. 5,026,427, US Patent No. 5,086,698, US Patent No. 5,141,556, US Patent No. 5,169,436 and US Patent No. No. 6,160,370, the disclosures of which are incorporated by reference herein in their entirety for all purposes as if fully recorded. The exact choice of pigment depends on the color reproduction requirements and print quality of the application. The pigment may be black, such as those based on carbon black, or may be colored such as those based on cyan (e.g. PB 15: 3 and 15: 4), magenta (e.g. PR 122). and 123), and yellow (e.g., PY 128, 74 and 120). Suitable pigments also include self-dispersing pigments (SDPs). SDPs for aqueous inks are well known.

[0018] É desejável usar partículas de pigmentos pequenas para máxima intensidade de cor e bom jateamento. O tamanho de partícula pode geralmente estar na faixa de cerca de 0,005 a cerca de 15 mícrons, está tipicamente na faixa de cerca de 0,005 a cerca de 1 mícron, ou de cerca de 0,005 a cerca de 0,5 mícron, ou de cerca de 0,01 a cerca de 0,3 mícron.It is desirable to use small pigment particles for maximum color intensity and good blasting. Particle size may generally be in the range of about 0.005 to about 15 microns, typically in the range of about 0.005 to about 1 micron, or from about 0.005 to about 0.5 microns, or about 0.01 to about 0.3 microns.

[0019] Os níveis de pigmentos empregados nas tintas divulgadas aqui são aqueles níveis que são tipicamente necessários para impor a desejada densidade óptica (OD) para a imagem impressa. Tipicamente, os níveis de pigmentos estão na faixa de cerca de 0,01% a cerca de 10% em peso, baseado no peso total da tinta.The levels of pigments employed in the inks disclosed herein are those levels that are typically required to impose the desired optical density (OD) on the printed image. Typically, pigment levels range from about 0.01% to about 10% by weight, based on the total weight of the paint.

Fluido de fixação [0020] O fluido de fixação compreende um veículo aquoso e uma quantidade efetiva de um ou mais agentes de fixação. Um agente de fixação é um ingrediente que inicia uma mudança na solubilidade ou estabilidade do corante e fixa o corante no lugar na imagem impressa. Uma "quantidade efetiva" de agente de fixação é uma quantidade que é efetiva para conseguir uma melhoria de qualidade de impressão, p.ex., penetração e sangria diminuídas, densidade óptica (OD) aumentada, croma, acuidade de borda, e resistência à raspagem e gota melhoradas, se comparada com uma impressão que não foi fixada.Fixing Fluid Fixing fluid comprises an aqueous vehicle and an effective amount of one or more fixing agents. A fixing agent is an ingredient that initiates a change in dye solubility or stability and fixes the dye in place on the printed image. An "effective amount" of setting agent is an amount that is effective in achieving print quality improvement, e.g. decreased penetration and bleed, increased optical density (OD), chroma, edge acuity, and resistance to improved scraping and drop compared to an impression that has not been fixed.

[0021] Um mecanismo de fixação, embora não necessariamente o único, é a interação de um policátion no agente de fixação com um corante aniônico na tinta aquosa. Alternativamente, para tintas baseadas em pigmentos, o fixador reduz o pH da tinta com o que os pigmentos se despedaçam, tornando-os insolúveis em água. Os fixadores podem incluir ions multivalentes, sais e ácidos dos mesmos que são solúveis no veiculo aquoso para facilitar o despedaçamento do pigmento.One fixation mechanism, although not necessarily the only one, is the interaction of a polycation in the fixative with an anionic dye in the aqueous paint. Alternatively, for pigment-based inks, the fixative lowers the pH of the paint with which the pigments crumble, making them insoluble in water. Fasteners may include multivalent ions, salts and acids thereof which are soluble in the aqueous vehicle to facilitate pigment shattering.

[0022] O fluido de fixação pode ser formulado para alta dispersão e rápida penetração e secagem. Para conseguir estas propriedades, tensoativos e/ou solventes penetrantes são tipicamente empregados. A tensão superficial pode ser menor do que cerca de 40 mN/m. Tipicamente, o fluido fixador pode ser cerca de 0,1% a cerca de 20%, mais preferivelmente cerca de 1,0% a cerca de 15%, de agente de fixação baseado no peso total do fluido de fixação.Fixing fluid can be formulated for high dispersion and rapid penetration and drying. To achieve these properties, surfactants and / or penetrating solvents are typically employed. Surface tension may be less than about 40 mN / m. Typically, the fixing fluid may be about 0.1% to about 20%, more preferably about 1.0% to about 15%, of fixing agent based on the total weight of the fixing fluid.

[0023] Tintas de jato de tinta com corantes aniônicos foram descobertas a funcionar bem com soluções de fixador incluindo polímeros catiônicos. O uso de tais soluções de fixador de polímero catiônico aumenta a durabilidade e resistência à água de imagens impressas com tinta de corante aniônico.[0023] Anionic dye inkjet inks have been found to work well with fixative solutions including cationic polymers. The use of such cationic polymer fixative solutions increases the durability and water resistance of images printed with anionic dye ink.

[0024] A solução de fixador pode ser aplicada sobre o substrato da mídia por qualquer método disponível para espalhar o fixador precisamente sobre a superfície do substrato a ser impresso. Por exemplo, a solução de fixador pode ser enchida em uma caneta térmica de jato de tinta e o fixador aplicado sobre a mídia ou substrato antes e/ou após as tintas coloridas serem aplicadas. Como um exemplo não limitante, uma HP Business Inkjet 2200 pode ser usada.The fixative solution may be applied to the media substrate by any available method of spreading the fixative precisely onto the surface of the substrate to be printed. For example, the fixative solution may be filled in a thermal inkjet pen and the fixative applied to the media or substrate before and / or after the colored inks are applied. As a non-limiting example, an HP Business Inkjet 2200 can be used.

[0025] Para aumentar a durabilidade e resistência à água da imagem impressa sobre a mídia ou substrato, os polímeros catiônicos usados no fixador são altamente reativos para fixar os corantes aniônicos na imagem impressa. Em uma configuração, o polímero catiônico e um agente de fixação policatiônico que tem uma estrutura tal que o policátion seja capaz de complexar com e insolubilizar um corante aniônico. Por exemplo, poliguanidinas, polimonoguanidinas, poliaminas, poliaminas quaternizadas, e/ou polietilenoiminas (p.ex., polietilenoimina (PEI) ou PEI metilada), resinas de diciandiamida, e/ou resinas de poli(dialildimetil amônio) foram descobertas a serem polímeros catiônicos efetivos para este propósito. Por meio de exemplo adicional, mas não com propósitos de limitação, outros polímeros com átomos de nitrogênio quaternário ou que têm átomos de nitrogênio que podem ser tornados catiônicos também são empregados para imobilizar o corante.To increase the durability and water resistance of the printed image on the media or substrate, the cationic polymers used in the fixative are highly reactive for attaching anionic dyes to the printed image. In one embodiment, the cationic polymer is a polycationic fixing agent that has such a structure that the polycation is capable of complexing with and insolubilizing an anionic dye. For example, polyiguanidines, polymonoguanidines, polyamines, quaternized polyamines, and / or polyethyleneimines (e.g., polyethyleneimine (PEI) or methylated PEI), dicyandiamide resins, and / or poly (diallyldimethyl ammonium) resins have been found to be polymers. effective cationics for this purpose. By way of further example, but not for limitation purposes, other polymers having quaternary nitrogen atoms or having nitrogen atoms that can be made cationic are also employed to immobilize the dye.

[0026] Em uma configuração, os polímeros catiônicos são polimonoguanidinas, por exemplo mas não limitados a, poil (hidrocarbil C3-18 monoguanidinas) . Exemplos de poli (hidrocarbil C2-18 monoguanidinas) que podem ser usadas nas composições de fixador incluem aqueles, por exemplo, divulgados no pedido de patente U.S. série n° 10/443.566, incorporado aqui por referência em sua totalidade.In one embodiment, the cationic polymers are polymonoguanidines, for example but not limited to, poil (C 3-18 hydrocarbyl monoguanidines). Examples of poly (C 2-18 monoguanidines hydrocarbyl) that may be used in the fixative compositions include those, for example, disclosed in U.S. Patent Application No. 10 / 443,566, incorporated herein by reference in its entirety.

[0027] Como notado anteriormente, policátions comercialmente disponíveis têm tipicamente sido fornecidos com contra-íons de cloreto. Cloreto ou outros halogênios podem causar corrosão por microfissuração de componentes de alumínio dentro do cabeçote de impressão. Foi descoberto que o uso de contra-íons não de halogênio para os policátions do fixador reduz grandemente a corrosão no cabeçote de impressão. O uso de um contra-íon não corrosivo no fixador pode aumentar a vida de um cabeçote de impressão tipico. Adicionalmente, o uso de contra-ions não corrosivos pode reduzir as restrições de despacho para o fixador. Por exemplo, um fixador com uma corrosividade reduzida ou minimizada como divulgado aqui pode passar pelo método de teste do Departamento de Transporte (DOT) dos E.U.A. para corrosão, ASTM G31-72, que é incorporado aqui por referência em sua totalidade.As noted earlier, commercially available polycations have typically been provided with chloride counterions. Chloride or other halogens can cause corrosion by micro cracking of aluminum components inside the printhead. The use of non-halogen counter ions for fixator polycations has been found to greatly reduce printhead corrosion. Use of a non-corrosive counter ion in the fixer may extend the life of a typical printhead. Additionally, the use of non-corrosive counterions may reduce dispatch restrictions for the fastener. For example, a fastener with reduced or minimized corrosivity as disclosed herein may pass the US Department of Transportation (DOT) test method for corrosion, ASTM G31-72, which is incorporated herein by reference in its entirety.

[0028] Contra-ions exemplares incluem, por exemplo, um acetato, um nitrato, um sulfato, um fosfato, um propionato, um malonato, um mesilato, um lactato, um sulfonato, um fosfonato, um triflato, ou qualquer ânion não de halogênio, ou combinações dos mesmos.Exemplary counterions include, for example, an acetate, nitrate, sulfate, phosphate, propionate, malonate, mesylate, lactate, sulfonate, phosphonate, triflate, or any non-anion. halogen, or combinations thereof.

[0029] O fixador divulgado pode adicionalmente incluir uma ou qualquer combinação dos seguintes: água, um co-solvente solúvel em água, um tensoativo miscivel em água, um agente de fixação policatiônico que contenha menos que cerca de 500 ppm de halogênio por sólidos de polímero, e/ou um ácido. Por exemplo, uma formulação exemplar de fixador pode incluir o seguinte: água em uma quantidade de cerca de 50-95% em peso da formulação de fixador; um co-solvente solúvel em água tendo uma pressão de vapor mais baixa do que água em uma quantidade de cerca de 5-35% em peso da formulação de fixador; um tensoativo miscivel em água em uma quantidade de cerca de 0,01-2% em peso da formulação de fixador; o agente de fixação catiônico em uma quantidade de cerca de 0,5-8% em peso, ou cerca de 2-5%, da formulação de fixador, sendo que o agente de fixação policatiônico contem menos que cerca de 500 ppm de halogênio por sólidos de polímero; e um ácido em uma quantidade de cerca de 1-20% em peso da formulação de fixador, sendo que o ácido tem um pKa de cerca de 3-6. A quantidade de halogênio deve ser mais baixa do que de agentes de fixação policatiônicos baseados em cloreto tipicos. Por exemplo, um agente de fixação convencional em 7000 ppm de cloreto não passará pelo teste de corrosividade DOT, descrito em mais detalhes abaixo.The disclosed fixative may additionally include one or any combination of the following: water, a water-soluble co-solvent, a water-miscible surfactant, a polycationic fixative containing less than about 500 ppm halogen by solids. polymer, and / or an acid. For example, an exemplary fixative formulation may include the following: water in an amount of about 50-95% by weight of the fixative formulation; a water soluble co-solvent having a lower vapor pressure than water in an amount of about 5-35% by weight of the fixative formulation; a water miscible surfactant in an amount of about 0.01-2% by weight of the fixative formulation; the cationic fixative in an amount of about 0.5-8% by weight, or about 2-5%, of the fixative formulation, the polycationic fixative containing less than about 500 ppm halogen per polymer solids; and an acid in an amount of about 1-20% by weight of the fixative formulation, the acid having a pKa of about 3-6. The amount of halogen should be lower than typical chloride-based polycationic fixatives. For example, a conventional fixing agent at 7000 ppm chloride will not pass the DOT corrosivity test, which is described in more detail below.

[0030] A fig. 1 ilustra um gráfico de barras dos resultados do método de teste do Departamento de Transporte (DOT) dos E.U.A. para corrosão como executado em vários fixadores exemplares divulgados, comparados com um fixador da técnica anterior, para uma semana extrapolados para um ano. O método DOT oficial (ASTM G31-72) para teste de corrosão por imersão de laboratório de metais foi duplicado para prever as taxas de corrosão que seriam atingidas com fixadores de pouco cloreto, alternativos, por exemplo, um fixador que inclui os seguintes ingredientes ativos: 0,9% de SURFYNOLI® 465 (um tensoativo não iônico de Air Products and Chemicals), 0,1% de ZONYL© FSN (um fluorotensoativo de DuPont, disponível de Aldrich Chem. Co.), 2,0% de FLOQUAT® FL2350 (uma poliamina disponível de SNF Floerger), 8,0% de [0031] trimetilolpropano (um co-solvente disponível de Aldrich), 13,6% de 4-óxido de 4-metilmorfolina (um solvente de BASF, disponível de Aldrich), 8,7% de ácido metanosulfônico (de Aldrich, usado para titular o pH do fixador para 4,0), e 66,7% de água deionizada (Dl). A liga de alumínio 7075-T6 é a liga requerida para teste de corrosão de acordo com o método de teste ASTM G-31-72.Fig. 1 illustrates a bar graph of the results of the US Department of Transportation (DOT) test method for corrosion as performed on several disclosed exemplary fixatives, compared with a prior art fixer, for one week extrapolated to one year. The official DOT method (ASTM G31-72) for metal laboratory immersion corrosion testing has been duplicated to predict the corrosion rates that would be achieved with alternative low chloride fixtures, for example a fixative that includes the following active ingredients. : 0.9% SURFYNOLI® 465 (a nonionic surfactant from Air Products and Chemicals), 0.1% ZONYL © FSN (a DuPont fluorotensive, available from Aldrich Chem. Co.), 2.0% FLOQUAT ® FL2350 (an available SNF Floerger polyamine), 8.0% trimethylolpropane (a co-solvent available from Aldrich), 13.6% 4-methylmorpholine 4-oxide (a BASF solvent available from Aldrich), 8.7% methanesulfonic acid (from Aldrich, used to fix the pH of the fixative to 4.0), and 66.7% deionized water (D1). Aluminum alloy 7075-T6 is the required corrosion test alloy according to the ASTM G-31-72 test method.

[0032] Ambas as figs. 1 e 2 mostram a diferença dramática em taxa de corrosão de alumínio para dois policátions (poliamina (série FL) e poliguanidina (série FA) respectivamente). A fig. 2 ilustra um gráfico de barras dos resultados de um método de teste DOT U.S. oficial para corrosão como executado em vários fixadores exemplares para um dia extrapolado para um ano.Both Figs. 1 and 2 show the dramatic difference in aluminum corrosion rate for two polycations (polyamine (FL series) and polyguanidine (FA series respectively). Fig. 2 illustrates a bar graph of the results of an official DOT U.S. corrosion test method as performed on several exemplary fasteners for one day extrapolated to one year.

[0033] Também são divulgados métodos para preparar uma tinta com fixador divulgado que é não corrosivo ou tem corrosividade reduzida e que é não halogenado ou tem um número reduzido de halogênios comparado com agentes de fixação convencionais. Em um método exemplar, o policátion divulgado é dissolvido com o contra-ion divulgado em água e/ou um solvente. O policátion pode ser produzido por, por exemplo, monômero catiônico polimerizante com nenhum halogênio, ou um número reduzido de halogênios. O policátion pode ser produzido, por exemplo, usando diálise para substituir o contra-ion de halogênio com um contra-ion não de halogênio. O policátion pode ser produzido, por exemplo, trocando ions do contra-ion de halogênio com um contra-ion não de halogênio não (ou menos) corrosivo. Veiculo aquoso [0034] "Veiculo aquoso" refere-se a água ou uma mistura de água e pelo menos um solvente orgânico miscivel em água (co-solvente). A seleção de uma mistura adequada depende de requisitos da aplicação especifica, tal como tensão superficial e viscosidade desejadas, o fixador selecionado, tempo de secagem do fluido fixador, e o tipo de substrato sobre o qual um fluido fixador aquoso será impresso. Se uma mistura de água e um solvente solúvel em água for usada, o veiculo aquoso tipicamente conterá cerca de 30% a cerca de 95% de água com o restante (p.ex., cerca de 70% a cerca de 5%) sendo o solvente solúvel em água. As composições podem conter cerca de 60% a cerca de 95% de água, baseado no peso total do veiculo aquoso.Also disclosed are methods for preparing a disclosed fixative paint that is non-corrosive or has reduced corrosivity and is non-halogenated or has a reduced number of halogens compared with conventional fixing agents. In an exemplary method, the disclosed polycation is dissolved with the disclosed counterion in water and / or a solvent. Polycation may be produced by, for example, polymerizing cationic monomer with no halogen, or a reduced number of halogens. Polycation can be produced, for example, by using dialysis to replace the halogen counterion with a non-halogen counterion. Polycation can be produced, for example, by exchanging ions of the halogen counterion with a non (or less) corrosive non-halogen counterion. Aqueous Vehicle "Aqueous Vehicle" refers to water or a mixture of water and at least one water miscible organic solvent (co-solvent). Selection of a suitable mixture depends on specific application requirements, such as desired surface tension and viscosity, the selected fixative, fixative fluid drying time, and the type of substrate on which an aqueous fixative fluid will be printed. If a mixture of water and a water-soluble solvent is used, the aqueous vehicle will typically contain about 30% to about 95% water with the remainder (e.g., about 70% to about 5%) being the water soluble solvent. The compositions may contain from about 60% to about 95% water, based on the total weight of the aqueous vehicle.

[0035] O veículo aquoso pode ser produzido para ser de penetração rápida (secagem rápida) incluindo tensoativos ou agentes de penetração tais como glicol éteres e 1,2-alcanodióis. Glicol éteres incluem etileno glicol monobutil éter, dietileno glicol mono-n-propil éter, etileno glicol mono-iso-propil éter, dietileno glicol mono-iso-propil éter, etileno glicol mono-n-butil éter, etileno glicol mono-t-butil éter, dietileno glicol mono-n-butil éter, trietileno glicol mono-n-butil éter, dietileno glicol mono-t-butil éter, 1-metil-l-metoxibutanol, propileno glicol mono-t-butil éter, propileno glicol mono-n-propil éter, propileno glicol mono-iso-propil éter, propileno glicol mono-n-butil éter, dipropileno glicol mono-n-butil éter, dipropileno glicol mono-n-propil éter, e dipropileno glicol mono-isopropil éter. 1,2-Alcanodióis são preferivelmente 1,2-alcanodióis C4-6, o mais preferivelmente 1,2-hexanodiol. Tensoativos adequados incluem acetileno dióis etoxilados (p.ex., série Surfynol® de Air Products), álcoois primários etoxilados (p.ex., série NEODOL© da Shell) e secundários (p.ex., série TERGITOL® da Dow Chemicals), sulfosuccinatos (p.ex., série AEROSOL®) de Cytec), organosilicones (p.ex., serie SILWET® de Witco) e fluoro tensoativos (p.ex., série Zonyl® de DuPont). A quantidade de glicol éter(es) de 1,2-alcanodiól(óis) adicionados pode ser determinada corretamente, mas está tipicamente na faixa de cerca de 1 a cerca de 15% em peso e mais tipicamente cerca de 2 a cerca de 10% em peso, baseado no peso total do fluido fixador. Tensoativos podem ser usados, tipicamente na quantidade de cerca de 0,01 a cerca de 5% ou cerca de 0,2 a cerca de 2%, baseado no peso total do fluido fixador.The aqueous carrier may be made to be fast penetrating (fast drying) including surfactants or penetrating agents such as glycol ethers and 1,2-alkanediols. Glycol ethers include ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, diethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol mono-t- butyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, triethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol mono-t-butyl ether, 1-methyl-1-methoxybutanol, propylene glycol mono-t-butyl ether, propylene glycol mono -n-propyl ether, propylene glycol monoisopropyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether, dipropylene glycol mono-n-butyl ether, dipropylene glycol mono-n-propyl ether, and dipropylene glycol monoisopropyl ether. 1,2-Alkanediols are preferably C 4-6 1,2-alkanediols, most preferably 1,2-hexanediol. Suitable surfactants include ethoxylated acetylene diols (eg Air Products Surfynol® series), ethoxylated primary (eg Shell NEODOL © series) and secondary alcohols (eg Dow Chemicals TERGITOL® series) , sulfosuccinates (eg Cytec AEROSOL® series), organosilicones (eg Witco SILWET® series) and fluoro surfactants (eg DuPont Zonyl® series). The amount of 1,2-alkanediol glycol ether (s) added may be determined correctly, but is typically in the range of about 1 to about 15% by weight and more typically about 2 to about 10%. by weight based on the total weight of the fixing fluid. Surfactants may be used, typically in the amount of from about 0.01 to about 5% or about 0.2 to about 2%, based on the total weight of the fixative fluid.

[0036] A quantidade de veiculo no fluido fixador está tipicamente na faixa de cerca de 70% a cerca de 99,8%, ou cerca de 80% a cerca de 99,8%, baseado no peso total do fluido fixador.The amount of carrier in the holding fluid is typically in the range from about 70% to about 99.8%, or about 80% to about 99.8%, based on the total weight of the holding fluid.

Outros ingredientes [0037] Outros ingredientes podem ser formulados nas tintas e fluidos fixadores divulgados aqui, até a extensão tal que tais outros ingredientes não interfiram com os mecanismos mutuamente interativos (fixação) do conjunto de tintas ou a estabilidade e jateabilidade da tinta. Tais outros ingredientes são geralmente bem conhecidos na técnica e incluem um ou mais de um biocida, p.ex., bactericida, fungicida, algicida e similares, agente sequestrador, agente tamponador, inibidor de corrosão, estabilizante de luz, agente anti-enrolamento, espessante, desespumante, e similares, para melhorar várias propriedades ou funções da tinta ou composições fixadoras a medida do necessário. A quantidade de cada ingrediente deve ser determinada corretamente, mas está tipicamente na faixa de cerca de 0,05 a cerca de 15% em peso, e mais tipicamente cerca de 0,2 a cerca de 10% em peso, baseado no peso total da tinta.Other Ingredients Other ingredients may be formulated in the inks and fixative fluids disclosed herein, to the extent that such other ingredients do not interfere with the mutually interactive (fixation) mechanisms of the ink set or the stability and jetting of the ink. Such other ingredients are generally well known in the art and include one or more of a biocide, e.g., bactericidal, fungicidal, algaecidal and the like, sequestering agent, buffering agent, corrosion inhibitor, light stabilizer, antifolling agent, thickener, defoamer, and the like, to improve various properties or functions of paint or fixing compositions as needed. The amount of each ingredient should be determined correctly, but is typically in the range of about 0.05 to about 15 wt%, and more typically about 0.2 to about 10 wt%, based on the total weight of the ingredient. ink.

[0038] Ligantes também podem ser usados e podem ser polímeros solúveis ou dispersados adicionados à tinta para melhorar a adesão de um pigmento. Exemplos de polímeros que podem ser usados incluem poliésteres, poliestireno/acrilatos, poliésteres sulfonados, poliuretanos, poliimidas e similares. Quando presente, o polimero solúvel pode ser usado em niveis de pelo menos cerca de 0,3%, ou pelo menos cerca de 0,6%, baseado no peso total da tinta. Os limites superiores são ditados pela viscosidade da tinta ou outras limitações físicas.Binders may also be used and may be soluble or dispersed polymers added to the paint to improve adhesion of a pigment. Examples of polymers that may be used include polyesters, polystyrene / acrylates, sulfonated polyesters, polyurethanes, polyimides and the like. When present, the soluble polymer may be used at levels of at least about 0.3%, or at least about 0.6%, based on the total ink weight. Upper limits are dictated by ink viscosity or other physical limitations.

Sistemas de tinta de jato de tinta [0039] Também são divulgados sistemas de tintas de jato de tinta que têm corrosividade reduzida comparados com sistemas de jato de tinta convencionais. Um sistema exemplar inclui uma tinta e um fixador, o fixador sendo formado para minimizar a corrosividade. A tinta inclui um corante como descrito aqui ou de outra forma conhecido, e um primeiro veículo aquoso para o corante, como descrito aqui ou de outra forma conhecido. O fixador inclui o agente de fixação policatiônico divulgado, o contra-íon não de (ou reduzido de) halogênio divulgado para o agente de fixação policatiônico, e um segundo veículo aquoso para o fixador como descrito aqui ou de outra forma conhecido. O contra-íon é selecionado para reduzir ou eliminar a quantidade de halogênios no fixador, reduzindo assim a corrosividade do sistema de tinta de jato de tinta.Inkjet Ink Systems Also disclosed are inkjet ink systems that have reduced corrosivity compared to conventional inkjet systems. An exemplary system includes an ink and a fastener, the fastener being formed to minimize corrosivity. The ink includes a dye as described herein or otherwise known, and a first aqueous vehicle for the dye as described herein or otherwise known. The fixative includes the disclosed polycationic fixing agent, the disclosed non-(or reduced) halogen counterion for the polycationic fixing agent, and a second aqueous vehicle for the fixative as described herein or otherwise known. The counterion is selected to reduce or eliminate the amount of halogens in the fixative, thereby reducing the corrosivity of the inkjet ink system.

[0040] Muitas variações e modificações podem ser feitas nas configurações acima descritas. Todas tais modificações e variações são intencionadas a estarem incluídas aqui dentro do escopo desta divulgação e protegidas pelas reivindicações seguintes.Many variations and modifications can be made to the configurations described above. All such modifications and variations are intended to be included within the scope of this disclosure and protected by the following claims.

REIVINIDCAÇÕES

Claims (8)

1. Formulação de fixador para impressão a jato de tinta, caracterizada pelo fato de compreender: água; um agente de fixação policatiônico que é um polímero catiônico; e um contra-íon, em que o contra-íon é escolhido para reduzir a presença de halogênio no fixador e é escolhido a partir de pelo menos um dos seguintes: um acetato, um nitrato, um sulfato, um fosfato, um propionato, um malonato, um mesilato, um lactato, um sulfonato, um fosfonato, um triflato, e combinações dos mesmos.1. Formulation of inkjet printing fastener, characterized in that it comprises: water; a polycationic fixing agent which is a cationic polymer; and a counterion, wherein the counterion is chosen to reduce the presence of halogen in the fixative and is selected from at least one of the following: an acetate, a nitrate, a sulfate, a phosphate, a propionate, a malonate, a mesylate, a lactate, a sulfonate, a phosphonate, a triflate, and combinations thereof. 2. Formulação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o agente de fixação policatiônico ser escolhido a partir de pelo menos um dos seguintes: poliaminas, poliaminas quaternizadas, poliguanidinas, polietilenoiminas, resinas de diciandiamida, resinas de poli(dialildimetil amônio), e combinações das mesmas.Formulation according to Claim 1, characterized in that the polycationic fixing agent is chosen from at least one of the following: polyamines, quaternized polyamines, polyguanidines, polyethyleneimines, dicyandiamide resins, poly (diallyldimethyl ammonium resins). ), and combinations thereof. 3. Formulação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato compreender adicionalmente um co-solvente solúvel em água tendo uma pressão de vapor mais baixa do que água.Formulation according to claim 1, characterized in that it further comprises a water-soluble co-solvent having a lower vapor pressure than water. 4. Formulação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente um tensoativo miscível em água.Formulation according to claim 1, characterized in that it further comprises a water miscible surfactant. 5. Formulação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente um ácido com um pKa de 3 a 6.Formulation according to claim 1, characterized in that it further comprises an acid having a pKa of 3 to 6. 6. Formulação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o agente de fixação policatiônico ter uma estrutura que é capaz de complexar com, e insolubilizar, um corante aniônico.Formulation according to Claim 1, characterized in that the polycationic fixing agent has a structure which is capable of complexing with and insolubilizing an anionic dye. 7. Formulação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente: água em uma quantidade de 50 a 95% em peso da formulação de fixador; um co-solvente solúvel em água tendo uma pressão de vapor mais baixa que água em uma quantidade de 5 a 35% em peso da formulação de fixador; um tensoativo miscivel em água em uma quantidade de 0,01 a 2% em peso da formulação de fixador; o agente de fixação policatiônico em uma quantidade de 0,5 a 8% em peso da formulação de fixador, em que o agente de fixação policatiônico contém menos que 500 ppm de halogênio; e um ácido em uma quantidade de 1 a 2 0% em peso da formulação de fixador, em que o ácido possui um pKa de 3 a 6.Formulation according to Claim 1, characterized in that it further comprises: water in an amount of 50 to 95% by weight of the fixative formulation; a water soluble co-solvent having a vapor pressure lower than water in an amount of 5 to 35% by weight of the fixative formulation; a water miscible surfactant in an amount from 0.01 to 2% by weight of the fixative formulation; the polycationic fixative in an amount of 0.5 to 8% by weight of the fixative formulation, wherein the polycationic fixative contains less than 500 ppm halogen; and an acid in an amount of 1 to 20% by weight of the fixative formulation, wherein the acid has a pKa of 3 to 6. 8. Sistema de tinta de jato de tinta com baixa corrosividade, caracterizado pelo fato de compreender: uma tinta, em que a tinta compreende um corante, e um primeiro veiculo aquoso para o corante; e um fixador não corrosivo conforme definido na reivindicação 1, em que o fixador compreende um segundo veiculo aquoso para o fixador.Low corrosion inkjet ink system, characterized in that it comprises: an ink, wherein the ink comprises a dye, and a first aqueous vehicle for the dye; and a non-corrosive fastener as defined in claim 1, wherein the fastener comprises a second aqueous vehicle for the fastener.