ES2208414T3 - Composicion de tinta para impresion por chorro de tinta. - Google Patents
Composicion de tinta para impresion por chorro de tinta.Info
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Abstract
Composición de tinta, que comprende: - un aglutinante, - uno o varios colorante(s) y/o pigmento(s), y - un disolvente; en la que dicho disolvente comprende al menos 10% en peso, con respecto al peso total de la tinta, de 1, 3-dioxolano, al menos 5% en peso de uno o varios otro(s) compuesto(s) orgánico(s) suceptible(s) de disociar especies ionizables que se encuentran en la tinta y menos de 5% de agua.
Description
Composición de tinta para impresión por chorro de
tinta.
La invención se refiere a una composición de
tinta para el marcado de soportes y objetos de cualquier clase cuyas
propiedades están particularmente bien adaptadas para el marcado o
la impresión por chorro líquido de una variedad muy amplia de
soportes.
La impresión por chorro de tinta es una técnica
bien conocida que permite la impresión, el marcado o la decoración
de cualquier clase de objetos a gran velocidad y sin contacto de
estos objetos con el dispositivo de impresión, mensajes variables a
voluntad como códigos de barras, fechas de venta límite, etc. y esto
incluso sobre soportes no planos.
Los sistemas de impresión por chorro de tinta se
dividen en dos grandes tipos: "gota a demanda" (Drop on demand,
DOD) o "chorro continuo" (CJ).
En este caso el interés se centra más
particularmente en esta última técnica, más precisamente la técnica
de chorro continuo desviado.
La proyección por chorro continuo desviado
consiste en enviar tinta bajo presión en una cavidad que contiene un
cristal piezo-eléctrico, del que la tinta escapa por
un orificio (boquilla) en la forma de un chorro. El cristal
piezo-eléctrico, que vibra a una frecuencia
determinada, provoca perturbaciones de presión en el chorro de
tinta, que oscila y se deshace progresivamente en gotitas esféricas.
Un electrodo, colocado sobre la trayectoria del chorro, en donde se
deshace, permite proporcionar a estas gotas una carga electrostática
si la tinta es conductora. Las gotas así cargadas son dirigidas en
un campo eléctrico y permiten la impresión.
Este tipo de proyección de tinta por chorro
asegura un marcado sin contacto a gran velocidad de desplazamiento
sobre objetos no necesariamente planos y con la posibilidad de
cambiar el mensaje a voluntad.
Las composiciones de tinta, adecuadas para la
proyección por chorro continuo desviado, deben satisfacer un cierto
número de criterios inherentes a esta técnica relativos, entre otras
cosas, a la viscosidad, la conductividad eléctrica, la solubilidad
en un disolvente para la limpieza, compatibilidad de los
ingredientes, mojado correcto de los soportes que van a ser
marcados, etc.
Además, estas tintas deben secarse rápidamente,
ser capaces de pasar por el orificio sin taponarlo, con una gran
estabilidad de orientación del chorro permitiendo en todo momento
una limpieza fácil del cabezal de impresión.
Los ingredientes que componen las tintas
actuales, para el chorro de tinta de tipo chorro continuo desviado,
son productos orgánicos o minerales, materias colorantes como
colorantes o pigmentos, resinas o aglutinantes, en uno de los
disolvente(s) más o menos volátil(es) o en agua,
eventualmente una o varias sal(es) de conductividad así como
aditivos diversos.
La(s) sal(es) de conductividad
eventual(es) aporta(n) a la tinta la conductividad
necesaria para la desviación electrostática.
Los aditivos comprenden tensioactivos que
modifican el poder humectante o penetrante de la tinta, en
particular los que modifican o regulan la tensión superficial
estática o dinámica como Fluorad® FC 430 de la empresa 3M®, agentes
que inhiben la corrosión inducida por las sales mencionadas con
anterioridad o incluso aditivos que protegen la tinta contra
proliferaciones de bacterias y otros microorganismos: se trata de
biocidas, bactericidas, fungicidas y otros, particularmente útiles
en tintas que contienen agua, tampones reguladores del pH y agentes
antiespumantes.
Las materias colorantes se denominan
"colorantes o pigmentos" según que sean respectivamente
solubles o insolubles en el disolvente utilizado.
Los pigmentos, de naturaleza insoluble, son por
tanto dispersados y pueden ser o no ser opacos. Aportan a la tinta
su color, su opacidad o propiedades ópticas particulares como
fluorescencia (véanse las patentes o solicitudes de patentes
US-A-4.153.593,
US-A-4.756.758,
US-A-4.880.465,
EP-A-0.289.141,
US-A-5.395.432 y
GB-A-2.298.713). En ciertos casos,
los colorantes aportan por sí mismos también una suficiente
conductividad a la tinta para que no haya necesidad de añadir una
sal de conductividad. Los colorantes conocidos con la denominación
C.I. Solvent Black 27, 29, 35 y 45 son de este tipo.
El o los aglutinante(s) o resina(s)
es (son) la mayoría de las veces uno(s) compuesto(s)
sólido(s) y polímero(s) y su elección viene
determinada por su solubilidad en los disolventes seleccionados y
por su compatibilidad con los colorantes y los demás aditivos, pero
también y sobre todo en función de las propiedades que aportan a la
película de tinta una vez seca. Su función principal es aportar a la
tinta la adherencia sobre el máximo posible de soportes o sobre
soportes específicos, por ejemplo, no porosos. Permiten también
proporcionar a la tinta la viscosidad adecuada para la formación de
gotas a partir del chorro y aportan a la tinta, o mejor al marcado
obtenido, la esencial de sus propiedades de resistencia a las
agresiones físicas y/o químicas.
El disolvente de estas tintas está constituido lo
más frecuentemente por una mezcla que comprende, por una parte, una
cantidad mayoritaria de disolventes volátiles y poco viscosos, con
el fin de permitir el secado muy rápido de los marcados y ajustar la
viscosidad al valor deseado, por ejemplo, de 2 a 10 mPa.s y, por
otra parte, disolventes más viscosos y menos volátiles de secado más
lento, en una cantidad menor, para evitar el secado de la tinta en
la boquilla durante las fases de parada del dispositivo de
impresión.
Los disolventes volátiles utilizados más a menudo
son alcoholes, cetonas o ésteres debajo peso molecular, como se
indica en las patentes
US-A-4.567.213,
US-A-5.637.139, entre los
disolventes se pueden citar esencialmente metanol, etanol, 1- y
2-propanol, acetona,
metil-etil-cetona ("MEK"),
metil-isobutil-cetona, acetato de
etilo y tetrahidrofurano.
La patente
US-A-4.210.566 presenta una tinta
principalmente basada en acetato de n-propilo.
El tetrahidrofurano es citado en la patente
US-A-4.155.767 como constituyente
esencial del disolvente de una tinta para la impresión por chorro de
tinta (40 a 85%).
El documento
US-A-4.166.044 describe una tinta
sin aglutinante, en la que el disolvente comprende agua (10 a 35%),
un alcohol (6 a 25%) y un compuesto orgánico escogido, por ejemplo,
de forma general, entre éteres cíclicos. Esta tinta presenta todos
los inconvenientes asociados a la presencia del agua.
Finalmente, el documento
JP-A-6306316 describe una
composición de tinta para chorro de tinta cuyo disolvente es agua
mezclada con otro disolvente, escogido entre otros 14 compuestos
como 1,3-dioxolano.
Los disolventes menos volátiles que tienen una
función de retrasar el secado son lo más a menudo cetonas como
ciclohexanona, éteres de glicol, citados en los documentos
US-A-4.024.096 y
US-A-4.567.213, acetales como
tetrahidrofurano o dioxano, mencionados en el documento
US-A-4.155.767,
dimetil-formamida o dimetilsulfóxido
(US-A-4.155.895), lactonas
(EP-A-0.034.881),
N-metil-pirrolidona
(EP-A-0.735.120), glicoles
(WO-A-9623844) e incluso
hidrocarburos alifáticos que tienen además una función penetrante de
las películas de aceite
(US-A-4.166.044) o incluso agua,
sola o en combinación con otros disolventes, citados con
anterioridad, se hará referencia con estos fines a los documentos
US-A-4.153.593,
GB-A-2.277.094 y
FR-A-2.460.982.
De forma general, los disolventes principales o
mayoritarios de las tintas para proyección por chorro continuo
desviado deben responder a un cierto número de criterios, en
particular:
- su volatilidad debe ser suficiente para que la
tinta se seque rápidamente sobre el soporte que va a ser marcado,
pero no demasiado elevada, con el fin de que no se evapore demasiado
rápido en la impresora;
- su poder disolvente con respecto a los
aglutinantes de la tinta, colorantes o dispersiones de pigmentos y
respecto a los soportes que van a ser impresos, debe permitir
conferir a la tinta una buena adherencia;
- deben tener la capacidad de mantener disociadas
especies iónicas (sales) que confieran a la tinta su conductividad
eléctrica;
- su efecto sobre la salud de las personas, a
saber, su toxicidad, carácter nocivo, irritante e inflamable deben
ser reducidos;
- deben permitir mantener estéril una tinta
eventualmente destinada a ser ingerida.
Ninguno de los disolventes, denominados
principales o mayoritarios, actualmente utilizados con normalidad en
las tintas para impresión por chorro continuo, cumple
simultáneamente el conjunto de criterios anteriormente
mencionados.
Así, el metanol es tóxico y presenta un poder
disolvente escaso; el etanol no es suficientemente volátil y su
poder disolvente no es muy considerable; el acetato de etilo y los
demás acetatos tienen un olor extremadamente fuerte, lo que es un
defecto disuasorio en numerosas aplicaciones; la acetona es
demasiado volátil, con un punto de inflamación muy bajo (-18ºC); la
metil-etil-cetona ("MEK") tiene
una solubilidad adecuada y presenta un buen poder disolvente, pero
es irritante, con un fuerte olor y es muy inflamable, con un punto
de inflamación de -9ºC, además está incluso prohibida por las
regulaciones de ciertos países; el tetrahidrofurano (THF) tiene una
volatilidad mayor que la de la
metil-etil-cetona, ya que su punto
de ebullición es 10ºC inferior al de la
metil-etil-cetona, su punto de
inflamación es -17ºC y casi tan bajo como el de la acetona, puede
formar peróxidos explosivos, es irritante como la
metil-etil-cetona y las tintas que
contengan más de 25% deben estar etiquetadas como irritantes.
Por tanto, existe una necesidad no satisfecha de
una composición de tinta que convenga, en particular, para la
impresión por chorro continuo desviado, cuyo disolvente cumpla
simultáneamente, entre otros, el conjunto de criterios mencionados
con anterioridad, como consecuencia de lo cual se comunica la tinta
las propiedades deseadas, mientras que son satisfechas las
exigencias, en particular, reglamentarias en materia de toxicidad,
inflamabilidad y protección del medio ambiente.
\newpage
Sería interesante disponer de una tinta que
presentara todas las ventajas de la metil-cetona sin
sufrir los inconvenientes.
Existe todavía una necesidad de una tinta que
convenga en particular para la impresión por chorro de tinta y que
permita el marcado rápido de cualquier tipo de objetos con
características de superficies suficientes, tanto porosos como no
porosos.
Además, la tinta debe proporcionar un marcado que
presente una buena adherencia y una buena resistencia a las
agresiones químicas y, de forma general, presentar todas las
propiedades habitualmente requeridas en las tintas para impresoras
de chorro de tinta, particularmente para impresoras que utilizan la
técnica de chorro continuo: viscosidad, resistividad, etc.
Además, la tinta debe permitir un marcado a gran
velocidad y tener una velocidad de secado tan elevada como sea
posible.
Por tanto, el objetivo de la invención es
suministrar una composición de tinta que sea adecuada, en
particular, para la impresión por chorro continuo desviado y que
responda, entre otras cosas, al conjunto de necesidades indicadas
con anterioridad, que satisfaga los criterios y exigencias
mencionados con anterioridad y que no presente los inconvenientes,
limitaciones, defectos y desventajas de las composiciones de tinta
de la técnica anterior, y que supere los problemas de las
composiciones de la técnica anterior asociados, en particular, a la
naturaleza del disolvente que contienen.
Este objetivo y otros adicionales se consiguen,
según la invención, por medio de una composición de tinta que
comprende:
- un aglutinante,
- uno o varios colorante(s) y/o
pigmento(s), y
- un disolvente;
en la que dicho disolvente comprende al menos 10%
en peso, con respecto al peso total de la tinta, de
1,3-dioxolano, al menos 5% en peso de uno o varios
otro(s) compuesto(s) orgánico(s)
suceptible(s) de disociar especies ionizables que se
encuentran en la tinta y menos de 5% de
agua.
Con el fin de obviar cualquier ambigüedad y
debido a que parece que el nombre de dioxolano se adjudica
comúnmente a dos productos distintos, el
1,3-dioxolano del que se trata en la presente
memoria descriptiva es de fórmula empírica CH_{6}O_{2} y tiene
el número CAS [646-06-0].
Su fórmula desarrollada es la siguiente:
La invención se basa en la comprobación
sorprendente de que el 1,3-dioxolano permita la
formulación de una tinta particularmente adecuada para la proyección
por chorro continuo y que esto era posible sin aportar agua a la
formulación. En efecto, los problemas que se plantean en las
composiciones de tinta, para la impresión por chorro de tinta
continuo desviado, son extremadamente específicos, aunque incluso
soluciones análogas, que habrían podido ser adoptadas en las
composiciones de tinta utilizadas para otras técnicas, no pueden ser
trasladadas, de forma inmediata y directa, a las composiciones de
tinta para impresión por chorro continuo.
Con mayor motivo, la utilización eventual del
dioxolano en las composiciones incluso más alejadas, como las
composiciones de pintura, forzosamente opacas al contrario que las
composiciones de tinta, no permitiría en absoluto concluir que el
dioxolano pueda ser adecuado para una utilización muy específica en
una tinta y, todavía más específicamente, en una tinta para la
impresión por chorro continuo desviado.
No se desprende de forma evidente de las
composiciones conocidas que la elección de
1,3-dioxolano, entre la multiplicidad de disolventes
orgánicos existentes, podría conducir a una tinta satisfactoria para
todos los criterios, exigencias y necesidades mencionados con
anterioridad, particularmente en relación con la naturaleza del
disolvente. La utilización de 1,3-dioxolano en estas
composiciones de tinta no está ni descrita ni sugerida en la técnica
anterior, en la que la única composición de tinta para chorro de
tinta citada que podría contener eventualmente
1,3-dioxolano, comprende un disolvente o vehículo
esencialmente constituido por agua y 1,3-dioxolano
en cantidades menores y solamente de forma facultativa. Ahora bien,
como se mencionó con anterioridad, esta composición necesita agua en
cantidades apreciables para tener las propiedades descritas y ser
correctamente disuelta.
Por el contrario, la composición de tinta según
la invención contiene una cantidad muy pequeña de agua inferior a 5%
y, preferentemente, inferior a 1%.
La composición de tinta según la invención se
puede considerar incluso que está exenta de agua. De hecho, el agua
presente es solo el agua aportada que se encuentra como impureza en
los diversos componentes de la tinta. Cuanto mayor sea el grado de
pureza de los componentes escogidos, menor será el contenido de
agua.
El bajo contenido o ausencia de agua en la
composición de tinta según la invención favorece la impresión a gran
velocidad para la que es necesaria una velocidad de evaporación muy
elevada.
Los criterios y exigencias definidos en cuanto a
las propiedades de un disolvente para una composición de tinta para
la proyección por chorro continuo se cumplen para el
1,3-dioxolano, así:
- su punto de ebullición es de 75ºC, que está
próximo a los puntos de ebullición del etanol y
metil-etil-cetona;
- su volatilidad es de 3,4 (la del acetato de
butilo es igual a 1), que es muy próxima a la de la
metil-etil-cetona que es de 3,7.
Su capacidad para disolver la mayoría de los
polímeros es también muy considerable para obtener una buena
adherencia sobre un elevado número de soportes que van a ser
marcados.
- Disuelve completamente el poliestireno,
poli(metacrilato de metilo), polisulfona, policarbonato,
cauchos de tipo elastómeros termoplásticos
estireno-butadieno-estireno
(SBS).
- Moja muy fuertemente el poli(óxido de
fenileno), poli(cloruro de vinilo), algunos poliuretanos y
copolímeros de
acrilonitrilo-butadieno-estireno
(ABS).
- Hincha elastómeros de
etileno-propileno-monómero de dieno
(EPDM), poli(tereftalato de etileno) (PET) y copolímeros de
etileno-acetato de vinilo.
- Disuelve también un gran número de resinas o
polímeros que sirven de aglutinante de la tinta y que aseguran la
adherencia sobre los soportes que van a ser marcados.
- Su capacidad para disolver colorantes, en
particular colorantes disolventes de tipo C.I., es tan buena como la
de la metil-etil-cetona.
El 1,3-dioxolano es un producto
inflamable con un punto de inflamación igual a 2ºC, pero que no es
nocivo ni irritante. Su olor no es fuerte ni desagradable.
El 1,3-dioxolano es por tanto
superior a los disolventes principales, los utilizados más a menudo
hasta ahora en las composiciones de tinta para la proyección por
chorro continuo.
El 1,3-dioxolano es en efecto más
interesante que:
- el metanol que es tóxico y cuyo poder
disolvente es bastante inferior;
- el etanol que es menos volátil y con un poder
disolvente inferior;
- el acetato de etilo u otros acetatos, cuyo olor
es muy fuerte;
- la acetona que es muy volátil y con un punto de
inflamación muy bajo (-18ºC);
- la
metil-etil-cetona, que es irritante
y tiene un punto de inflamación inferior a (-9ºC).
Más precisamente, con respecto a la
metil-etil-cetona (o "MEK"), el
1,3-dioxolano es menos oloroso, menos nocivo e
irritante, casi tan volátil y con un poder disolvente muy
parecido.
Gracias al 1,3-dioxolano y según
la invención es posible, de forma sorprendente, formular tintas
realmente sin metil-etil-cetona y
que, por tanto, están exentas de los inconvenientes inherentes a
esta, pero que presentan no obstante casi todas las ventajas de la
metil-etil-cetona.
En particular, las tintas según la invención
presentan una gran estabilidad debida al
1,3-dioxolano.
La composición de tinta según la invención, y más
precisamente el disolvente incluido en esta, contiene, además, al
menos 5% en peso con respecto al peso total de la tinta de otro
compuesto orgánico, es decir, un compuesto orgánico diferente al
1,3-dioxolano, susceptible de disociar las especies
ionizables, en particular las sales y particularmente las sales de
conductividad, que son la mayor parte de las veces necesarias en las
tintas para la impresión por chorro de tinta continuo desviado.
En efecto, el poder disociante del
1,3-dioxolano no es suficiente para que sea
utilizado como único disolvente, y esta es la razón por la que debe
ser combinado según la invención con un segundo disolvente para
obtener la conductividad necesaria, en particular para su
utilización en la impresión por chorro continuo.
Esta combinación, sin perjudicar de ninguna
manera a las propiedades ventajosas del
1,3-dioxolano mencionadas con anterioridad, aporta
el poder disociante necesario para el uso preferido que se hace de
la tinta en la impresión por chorro de tinta continuo desviado y
permite particularmente disociar las sales de conductividad, que son
la mayor parte de las veces necesarias en las tintas para la
impresión por chorro de tinta continuo desviado.
Dicho de otro modo, se puede decir que el
dioxolano sin agua y combinado con un disolvente disociante para los
iones, aporta al mismo tiempo la adherencia sobre materiales
plásticos o de caucho, "proyectabilidad" por chorro continuo
desviado y velocidad de evaporación, sin los inconvenientes
asociados a la presencia del agua, a saber, una inferior formación
de la película de tinta.
Preferentemente, la composición según la
invención comprende 10 a 85% en peso de
1,3-dioxolano, más preferentemente de 35 a 80% en
peso. Cuanto mayor sea el contenido de 1,3-dioxolano
de la composición, mayor es el aprovechamiento de las ventajas que
proporciona.
Preferentemente, la composición según la
invención comprende de 5 a 50% en peso del o de los otro(s)
compues-
to(s) orgánico(s), más preferentemente de 10 a 40% en peso del o de los otro(s) compuesto(s) orgánico(s).
to(s) orgánico(s), más preferentemente de 10 a 40% en peso del o de los otro(s) compuesto(s) orgánico(s).
Dicho(s) otro(s)
compuesto(s) orgánico(s) que forma(n) parte del
disolvente y distinto(s) del dioxolano se esco-
ge(n), por ejemplo, entre alcoholes, en particular alcoholes de bajo peso molecular, por ejemplo, alcoholes alifáticos, cetonas, éteres de alquilenglicoles y ésteres de estos, dimetil-formamida, N-metil-pirrolidona y todos los compuestos conocidos por un experto en la técnica por su capacidad de disociar las especies ionizables o disociables en iones, como las sales; y sus mezclas; por compuestos que poseen esta capacidad de disociar estas especies se entiende generalmente los compuestos líquidos que producen soluciones conductoras de la electricidad cuando dichas especies se encuentran.
ge(n), por ejemplo, entre alcoholes, en particular alcoholes de bajo peso molecular, por ejemplo, alcoholes alifáticos, cetonas, éteres de alquilenglicoles y ésteres de estos, dimetil-formamida, N-metil-pirrolidona y todos los compuestos conocidos por un experto en la técnica por su capacidad de disociar las especies ionizables o disociables en iones, como las sales; y sus mezclas; por compuestos que poseen esta capacidad de disociar estas especies se entiende generalmente los compuestos líquidos que producen soluciones conductoras de la electricidad cuando dichas especies se encuentran.
Preferentemente, dicho(s) otro(s)
compuesto(s) orgánico(s) que forman parte del
disolvente es (son) disolventes orgánicos cuya volatilidad es
inferior a la del 1,3-dioxolano.
Preferentemente, este o estos compuesto(s)
posee(n), además, la propiedad de disolver los demás
ingredientes de la tinta, particularmente el aglutinante, las
materias colorantes, los aditivos, etc., y/o retardar la evaporación
de la tinta con respecto a una tinta que solo contuviera
1,3-dioxolano como disolvente.
Los alcoholes se escogerán, preferentemente entre
alcoholes alifáticos lineales o ramificados de 1 a 5 átomos de
carbono como metanol, etanol, 1-propanol,
2-propanol, n-butanol,
2-butanol, terc-butanol, etc.
Las cetonas se escogerán, preferentemente, entre
cetonas de 3 a 10 átomos de carbono como acetona, butanona
(metil-etil-cetona),
2-pentanona
(metil-propil-cetona) y
4-metil-2-pentanona
(metil-isobutil-cetona).
Los éteres de alquilenglicol se escogen entre
éteres monoalquílicos (de C_{1} a C_{6}) o dialquílicos (de
C_{1} a C_{6}) de alquilenglicol que comprende 1 a 10 átomos de
carbono en la cadena de alquileno, preferentemente se trata de
éteres de etileno o propilenglicol como
metoxi-propanol.
Los ésteres de éteres de glicol se escogen,
preferentemente, entre ésteres de estos con ácidos carboxílicos
alifáticos saturados de 1 a 6 átomos de carbono, como ácido fórmico,
ácido acético, ácido propiónico, ácido butírico, ácido valérico y
ácido caproico.
Se pueden citar, por ejemplo, acetato de
metoxipropilo, acetato de butildiglicol, etc.
Se ha comprobado que un disolvente que comprende
la combinación de los disolventes 1,3-dioxolano y
acetona proporciona tintas con un secado particularmente rápido.
La composición de tinta según la invención
comprende igualmente un aglutinante que comprende uno o varios
polímero(s) y/o resina(s).
Estos polímeros y/o resinas se escogen,
preferentemente, entre resinas (met)acrílicas, vinílicas,
cetónicas, fenólicas, celulósicas, estirénicas, epoxídicas,
poliuretanos, estireno-acrilatos y la combinación de
dos o más de estos.
Ejemplos de estas resinas son los siguientes:
Para resinas acrílicas, metacrílicas y de
estireno-acrilatos, Joncryl® De la empresa JONSON
POLYMER, Acryloid® De la empresa ROHM & HAAS, SMA® De la empresa
ATOCHEM o Neocryl® De la empresa ZENECA.
Para resinas vinílicas, Hostaflex® de la empresa
VIANOVA, Vinylite® de la empresa UNION CARBIDE o Vinnol® De la
empresa WACKER.
Para resinas cetónicas, los productos propuestos
por las empresas HULS y BASF, como las resinas denominadas AP y SK
de HULS y las resinas LAROPAL® De la empresa BASF.
Para resinas fenólicas, los productos propuestos
por la empresa VIANOVA bajo la denominación ALNOVOL®.
Entre las resinas celulósicas, como
nitrocelulosas, etilcelulosas, aceto-propionatos o
acetobutiratos de celulosa se pueden citar, por ejemplo, los
productos propuestos por las empresas HERCULES o EASTMAN.
Entre las resinas epoxídicas se pueden citar
Epicote® propuestas por la empresa SHELL o Araldite de la empresa
CIBA.
Entre los poliuretanos se pueden citar Surkopak®
de la empresa MITCHANOL.
La proporción de aglutinante en la composición de
tinta según la invención es generalmente de 0,1 a 30% en peso,
preferentemente de 3 a 20% en peso.
La composición de tinta puede comprender además
uno o varios plastificante(s) (de la o de las
resina(s) o políme-
ro(s) del aglutinante) escogido(s), por ejemplo, entre plastificantes conocidos por un experto en la técnica y escogidos en función del aglutinante utilizado que comprende uno o varios polímero(s) y/o resina(s); se pueden citar, como plastificantes, por ejemplo, los poliuretanos termoplásticos.
ro(s) del aglutinante) escogido(s), por ejemplo, entre plastificantes conocidos por un experto en la técnica y escogidos en función del aglutinante utilizado que comprende uno o varios polímero(s) y/o resina(s); se pueden citar, como plastificantes, por ejemplo, los poliuretanos termoplásticos.
El poder disolvente del dioxolano permite
incorporar fácilmente estos compuestos plastificantes en la
composición de la invención.
El o los plastificante(s) está(n)
presente(s) generalmente en una proporción de 0,1 a 20% en
peso.
El o los colorante(s) y/o
pigmento(s) puede(n) ser escogido(s) entre
todos los colorantes o pigmentos que sean adecuados para el uso
buscado, conocidos por un experto en la técnica, algunos de estos
pigmentos o colorantes han sido ya citados con anterioridad.
Se escogerán generalmente entre colorantes y
pigmentos conocidos bajo la denominación de "C.I. Solvent Dyes
(Colorantes Disolventes C.I.)" y "C.I. Pigments (Pigmentos
C.I.)". Como ejemplo de los pigmentos y colorantes más habituales
se pueden citar C.I. Solvent Black 29, C.I. Solvent Black 7, C.I.
Solvent Black 35, C.I. Solvent Blue 70, C.I. Solvent Red 124,
dispersiones de Pigment Blue 60 o Pigment Blue 15.
La cantidad de colorante y/o pigmento es
generalmente de 0,1 a 20% en peso, preferentemente de 3 a 10%.
Gracias a la capacidad del
1,3-dioxolano para disolver el o los
colorante(s) en una cantidad más considerable que los
disolventes habituales, es particularmente posible, en el caso de un
colorante fluorescente, obtener tintas particularmente
fluorescentes, es decir, visibles bajo una irradiación UV débil.
La composición según la invención puede
comprender además, eventualmente, al menos una sal de
conductividad.
En efecto, cuando la tinta debe ser aplicable por
chorro continuo, debe tener una conductividad eléctrica suficiente,
preferentemente de aproximadamente 500 a 2000 \mus/cm o mayor.
Los productos que aportan a la tinta la
conductividad necesaria para la proyección por chorro continuo son
compuestos ionizables como sales, posiblemente colorantes (en
efecto, los pigmentos y disolventes no tienen ninguna posibilidad de
aportar conductividad a estas tintas), ya presentes en la tinta, que
aportan suficiente conductividad a esta para que no haya necesidad
de añadir una sal de conductividad propiamente dicha, y los
colorantes son entonces forzosamente sales: este es el caso de los
compuestos conocidos bajo la denominación "C. I. Solvent Black 27,
29, 35 y 45", ya citados.
No obstante, a menudo será necesario incluir en
la composición de tinta una sal de conductividad diferente de los
colorantes y que generalmente se escoge entre sales de metales
alcalinos, alcalino-térreos y de amonio simple o
cuaternario, en forma halogenuros (cloruros, bromuros, yoduros o
fluoruros) percloratos, nitratos, tiocianatos, formiatos, acetatos,
sulfatos, propionatos, etc. Por tanto, estas sales de conductividad
estarán presentes, si es necesario en la composición de tinta de
forma que confieran a la tinta la conductividad anterior.
Preferentemente, su cantidad es de 0,1 a 20% en peso,
preferentemente de 0,1 a 10% en peso.
La composición según la invención puede
comprender, además, uno o varios aditivos escogidos entre compuestos
que mejoren la solubilidad de algunos de estos componentes, la
calidad de la impresión, la adherencia o incluso el control de
mojado de la tinta sobre diferentes soportes.
El o los aditivo(s) podrá(n) ser
escogido(s), por ejemplo, entre agentes
anti-espumantes, estabilizantes químicos,
estabilizantes UV, agentes tensioactivos como Fluorad® FC 430,
agentes estabilizantes de la corrosión por sales, bactericidas,
fungicidas y biocidas, tampones reguladores del pH, etc.
El o lo(s) aditivo(s) será(n)
utilizado(s) a dosis muy bajas, en general inferiores o
iguales a 5% y a veces tan bajas como 0,01%, según se trate de
antiespumantes, estabilizantes o tensioactivos.
La invención tiene igualmente como finalidad un
procedimiento de marcado de objetos, por ejemplo, porosos o no
porosos, mediante la proyección sobre los objetos o sustratos de una
composición de tinta como se describió con anterioridad. El marcado
puede ser efectuado particularmente mediante la técnica de chorro
continuo desviado.
Este sustrato puede ser de metal, por ejemplo, de
aluminio, acero (latas de bebidas), vidrio (botellas de vidrio),
madera, cerámica, papel, cartón, polímero sintético
("plástico"), como PVC, PET, de poliolefina como polietileno
(PE), polipropileno (PP), de "Plexiglas" o de cualquier otra
sustancia no porosa o porosa. Debe apreciarse que debido a las
propiedades del 1,3-dioxolano en disolución en
numerosos sustratos, la adherencia de los marcados obtenidos según
la invención es excelente, incluso sobre sustratos considerados como
difíciles, como polietileno.
Las composiciones de tintas siguientes, según la
invención, se prepararon mezclando los productos mencionados en la
Tabla I, en las proporciones indicadas, que proporcionan igualmente
la viscosidad y la conductividad de las tintas obtenidas.
(1) Solución sólida de derivados de rodamina y
resina de poliéster.
(2) Abrillantador fluorescente C. I. 184.
(3) Joncryl® 68 de la empresa Johnson
Polymer.
(4) VMCH de la empresa Union Carbide.
(5) Resina fenólica de tipo novolaca de VIANOVA®
(ALNOVOL®).
(6) Resina catiónica de HULS.
(7) Tensioactivo Flouorad® FC 430 de la empresa
3M®.
Todos los porcentajes son porcentajes en
peso.
Según la invención, cada una de las composiciones
de tinta de la Tabla I proporciona películas bien extendidas y
brillantes, muy adherentes, sobre una amplia diversidad de soportes.
No contienen más de 1% de agua, debido solamente al agua presente
como impureza inevitable, por ejemplo, en los alcoholes o el
1,3-dioxolano.
Las tintas así preparadas fueron ensayadas en
impresoras de chorro continuo desviado, fabricadas por la empresa
IMAJE®, de tipo Jaime 1.000 Serie 4 y todas permiten obtener
impresiones de calidad excelente.
La tinta producida es una tinta fluorescente
color naranja, utilizable principalmente para la indexación
postal.
Su adherencia es excelente sobre todos los tipos
de soportes utilizados para embalar diferentes clases de correo.
El poder disolvente del dioxano permite la
incorporación de una resina de poliuretano plastificante.
Esta tinta es una tinta incolora y visible bajo
iluminación UV, utilizable para marcados denominados "de
seguridad". Es particularmente fluorescente, es decir, visible
bajo una irradiación UV débil, gracias a la capacidad del dioxolano
de disolver el colorante fluorescente en cantidad muy
considerable.
Esta tinta roja es particularmente adherente,
incluso en soportes difíciles como el polietileno.
Esta tinta negra es muy interesante para el
marcado de códigos de barras, gracias a su absorción de la luz roja
e infrarroja. Su excelente estabilidad es obtenida gracias a la
presencia del dioxolano.
Esta tinta azul es particularmente adherente
sobre soportes de tipo PVC.
Esta tinta negra de usos múltiples tiene un
secado particularmente rápido, gracias a la combinación de los
disolventes acetona y dioxolano.
Con la excepción de las tintas de los ejemplos 2
y 5, todas estas tintas no son sometidas a un etiquetado distinto a
F = "fácilmente inflamable". Las tintas de los ejemplos 2 a 5,
que contienen respectivamente metiletilcetona o
N-metilpirrolidona, deberán ser etiquetadas Xi =
irritante, según la legislación europea.
Claims (16)
1. Composición de tinta, que comprende:
- un aglutinante,
- uno o varios colorante(s) y/o
pigmento(s), y
- un disolvente;
en la que dicho disolvente comprende al menos 10%
en peso, con respecto al peso total de la tinta, de
1,3-dioxolano, al menos 5% en peso de uno o varios
otro(s) compuesto(s) orgánico(s)
suceptible(s) de disociar especies ionizables que se
encuentran en la tinta y menos de 5% de
agua.
2. Composición de tinta según la reivindicación
1, que comprende de 10 a 85% en peso de dioxolano.
3. Composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 y 2, que comprende de 5 a 50% en peso de
\hbox{dicho(s)} otro(s) compuesto(s)
orgánico(s).4. Composición de tinta según una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 3, en la que el o los dicho(s)
otro(s) compuesto(s) orgánico(s)
están(n) escogido(s) entre alcoholes, cetonas, éteres
de alquilenglicoles y ésteres de estos,
dimetil-formamida, N-pirrolidona y
todos los compuestos conocidos por su capacidad para disociar las
especies ionizables y, eventualmente, sus propiedades de disolver
los demás ingredientes de la composición de tinta y/o retrasar la
evaporación de la tinta, y sus mezclas.
5. Composición según la reivindicación 4, en la
que dicho(s) otro(s) compuesto(s) está(n)
escogido(s) entre alcoholes alifáticos lineales o ramificados
de 1 a 5 átomos de carbono, cetonas de 3 a 10 átomos de carbono,
éteres monoalquílicos (de C_{1} a C_{6}) o dialquílicos (de
C_{1} a C_{6}) de alquilenglicoles que comprenden 1 a 10 átomos
de carbono en la cadena de alquileno, como etilenglicol y
propilenglicol, y ésteres de estos con ácidos carboxílicos
alifáticos saturados de 1 a 6 átomos de carbono.
6. Composición de tinta según la reivindicación
1, en la que dicho aglutinante comprende una o varias
resina(s) o polímero(s).
7. Composición de tinta según la reivindicación
6, en la que dicha(s) resina(s) y/o polímero(s)
está(n) escogido(s) entre resinas (met)acrílicas,
vinílicas, cetónicas, fenólicas, celulósicas, estirénicas,
epoxídicas, poliuretanos, estireno-acrilatos y las
combinaciones de dos o más de estos.
8. Composición de tinta según una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 7, que comprende de 0,1 a 30% en peso de
aglutinante.
9. Composición de tinta según la reivindicación
1, que comprende, además, uno o varios plastificante(s) en
una proporción de 0,1 a 20% en peso.
10. Composición de tinta según la reivindicación
1, en la que dicho(s) disolvente(s) y/o
pigmento(s) está(n) escogido(s) entre colorantes y
pigmentos conocidos bajo la denominación "C. I. Solvent Dyes" y
"C. I. Pigments".
11. Composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, que comprende de 0,1 a 20% en peso de
colorante(s) y/o pigmento(s).
12. Composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11, que comprende, además, al menos una sal de
conductividad en una proporción de 0,1 a 20% en peso.
13. Composición de tinta según la reivindicación
12, en la que dicha sal de conductividad es escogida entre sales de
metales alcalinos, alcalino-térreos y de amonios
simples o cuaternarios, en forma de halogenuros, percloratos,
nitratos, tiocianatos, formiatos, acetatos, sulfatos y
propionatos.
14. Composición de tinta según la reivindicación
1, que comprende, además, uno o varios aditivo(s)
escogido(s) entre agentes antiespumantes, estabilizantes
químicos, estabilizantes UV, agentes tensioactivos, agentes
inhibidores de la corrosión por sales; bactericidas, fungicidas y
biocidas y tampones reguladores del pH.
\newpage
15. Procedimiento de marcado de objetos mediante
la proyección sobre estos objetos de una tinta, caracterizado
porque la tinta proyectada es una composición de tinta según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.
16. Procedimiento según la reivindicación 15,
caracterizado por el marcado es efectuado mediante la técnica
de chorro continuo desviado.
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