PT1749070E - Formulação de tinta para jacto de tinta baseada em solvente - Google Patents

Description

1

DESCRIÇÃO

"FORMULAÇÃO DE TINTA PARA JACTO DE TINTA BASEADA EM SOLVENTE"

Domínio da Invenção A invenção presente diz respeito a uma formulação para tintas de impressão por jacto de tinta baseadas em solventes, isto é, para tintas destinadas a serem utilizadas em impressoras por jacto de tinta. Em especial, esta invenção diz respeito a formulações de tinta baseadas num sistema que inclua um ou mais solventes orgânicos, em oposição a formulações de tinta contendo polímeros curáveis por radiação, isto é, àquelas tintas que são substancialmente isentas de solvente (os assim denominados sistemas isentos de solvente).

Estado dos conhecimentos anterior à invenção A impressão por jacto de tinta é uma técnica bem conhecida, que envolve a impressão sem que o dispositivo de impressão entre em contacto com o substrato da impressão (impressão sem impacto). Na invenção presente referimo-nos à tecnologia de "Drop On Demand" em que as gotas de tinta são criadas apenas quando é necessário, quer por termicamente (tecnologia térmica), quer mecanicamente (por 2 pressão ou usando tecnologia de válvulas) e enviada em jacto por sobre o substrato formando pequenos pontos, o substrato pode assumir naturezas muito diferentes, que vão desde substratos papel a plastificados, tais como etiquetas, ou com base ou revestidos com polivinilo ou poliolefinas. Durante o passo de impressão, pode aquecer-se o material impresso a temperaturas de até 80°C.

Devido a esta técnica peculiar de impressão, as tintas de impressão por jacto de tinta têm exigências técnicas completamente diferentes das tintas tradicionais, mais especificamente, as tintas de jacto de tinta requerem um controlo muito preciso da sua viscosidade e da sua tensão superficial e por vezes da sua condutividade eléctrica. A condutância eléctrica é um parâmetro fundamental especialmente em tecnologia de jacto de tinta continuo na qual as gotas são geradas continuamente e, em seguida, passadas para a impressão usando dispositivos electrostáticos: ao contrário da técnica anterior, na invenção presente a condutância eléctrica tem sido considerada um parâmetro importante também na tecnologia de "Drop On Demand". São conhecidas formulações com e sem solvente de tintas para impressão por jacto de tinta. Como é sabido, numa formulação com base em solvente, o solvente não reage para proporcionar um polímero final, mas evapora-se, sem 3 entrar na formulação final de tinta seca, e ao contrário disto, nas formulações de tintas curáveis por radiação, o solvente é substituído por oligómeros que são curados para proporcionar um polímero que integra a tinta seca. Um exemplo de uma formulação de tinta curável, isenta de solvente, é divulgado no WO 03/027162, em que a composição curável por UV inclui um dispersante curável.

As formulações da invenção são com base em solvente, ou seja, são substancialmente livres de oligómeros curáveis por radiação que funcionam como um meio solvente, e a transformação da tinta em filme é obtida pela evaporação de um solvente orgânico. As formulações da invenção são especialmente concebidas para a impressão por jacto de tinta sobre uma grande variedade de substratos não porosos, tais como substratos de plástico (em especial substratos vinilicos), mas também são adequadas para impressão sobre metal, vidro, cerâmica, borracha e outros. Estas formulações de tinta podem, no entanto, ser também utilizadas sobre meios porosos tais como o papel e a madeira. As superfícies que se destinam a ser impressas podem ser ou não revestidas, com revestimentos especiais e com catalisadores.

Nas tintas conhecidas com base em solvente há vários problemas decorrentes da escolha do sistema solvente a ser utilizado. Enquanto a água é um bom solvente em termos ambientais e de problemas de segurança, ela também é uma fonte de inconvenientes que são provenientes da 4 utilização da água como principal solvente quando é utilizado o papel como substrato, ou seja, originando papel casca de cebola, e encaracolamento do papel, bem como sangria da cor.

Na US-A-4.166.044 refere-se uma composição de tinta isenta de aglomerantes, adequada para impressão sobre superfícies de resina polimérica. A composição de tinta altera a sua cor na presença de água ou de vapor a temperatura elevada, o que também é apropriado uma vez que desta forma serve também como indicador de esterilização ou de pasteurização. A composição de tinta inclui um corante, um solvente, um tensioactivo e um hidrocarboneto alifático. O solvente é composto por água, um álcool alifático ou suas misturas, e um composto orgânico (seleccionado de entre cetonas cíclicas, amidas, acetais, éteres e ésteres). A EP 0509688 revela uma formulação de tinta à base de água compreendendo um montante máximo de 20 % de um solvente orgânico com baixa tensão de vapor, 0,1 a 10 %, em peso, de um corante solúvel em água, e um veículo, sendo o restante água. Afirma-se que se evita a sangria da cor pela utilização de componentes auto agregantes, tais como tensioactivos, que podem gerar micelas, mas o pedido não menciona nada acerca dos problemas de papel casca de cebola e de encaracolamento do papel, que na verdade não foram solucionados. 5

Um problema adicional é que as tintas à base de água têm desempenhos muito pobres sobre substratos não porosos. As tintas à base de água têm pouca aderência a meios não porosos, porque a água não tem poder solvente destes materiais não porosos, tais como o PVC e outros materiais plásticos, enquanto os solventes orgânicos o têm: isto significa que tintas com base num solvente orgânico oferecem uma melhor aderência a estes substratos do que as tintas com base em água.

Este problema tornou-se um grande problema com o aumento de artigos não porosos, plastificados, ou revestidos com plástico ou vinílicos, tais como cartazes de publicidade ao ar livre.

Foi proposta a utilização de solventes orgânicos e de co-solventes (solventes e diluentes) para substituir a água, em parte ou totalmente, na formulação da tinta. No WO 98/13.430 divulgam-se composições de tinta para impressão por jacto de tinta, que incluem uma resina aglutinante que é adequada para utilização com etanol ou com acetona, solventes que são os preferidos. Todas as formulações descritas contém cerca de 80-85 %, em peso, de etanol (ponto de ignição: 13 0 C) e/ou de acetona (ponto de ignição: -20 0 C) e são, portanto, formulações altamente inflamáveis. Deste modo, esta solução provou não ser satisfatória, porque a quantidade de solventes orgânicos necessários originava formulações de tinta que são classificadas como perigosas, inflamáveis e muitas vezes 6 até mesmo tóxicas. Estas formulações de tinta são, portanto, sujeitas às regras drásticas para o tratamento desses tipos de material.

Foi também proposta a utilização de "óleos" (por exemplo, glicóis de cadeia longa, glicóis etoxilados, óleos etoxilados, gorduras etoxiladas, ácidos gordos etoxilados, álcoois etoxilados e hidrocarbonetos) para substituir total ou parcialmente a água na formulação de tinta; no entanto, esta solução provou ter aplicação prática diminuta: ainda que estas tintas com base em óleo ou contendo óleo sejam em geral não perigosas e não inflamáveis e seguras no processo de impressão (boa pressão/estabilidade na embocadura, segurança na continuidade da operação, a manutenção da impressora minimo), elas têm uma versatilidade insuficiente. Na verdade elas são utilizadas apenas para impressão sobre substratos parcialmente ou totalmente absorventes, enquanto que a sua utilização não é recomendada sobre meios não porosos brilhantes.

A US-A-5.407.474 revela uma formulação de tinta para substratos não porosos, a formulação inclui um caudal e é concebida para utilização sobre vidro e cerâmicas, e só a tinta é que tem de ser submetida a uma queima para se tornar permanente. Deste modo, a formulação de tinta deste documento tem o inconveniente de que não pode ser usada sobre outros substratos para além do vidro e cerâmicas (não se pode tratar PVC num forno) e o de que a presença de um caudal é prejudicial para a viscosidade da tinta. O 7 solvente é seleccionado de entre água, álcool, metiletilcetona e as suas misturas e, portanto, este documento diz respeito a uma tinta com os mesmos problemas que são descritos acima.

Descrição Resumida da Invenção.

Existe, portanto, uma necessidade de uma tinta que inclua um solvente que possa resolver os problemas acima mencionados e seja apropriado para impressão sobre substratos não porosos, evitando sangrias, papel casca de cebola e ondulado aquando da impressão sobre substratos porosos, evitando riscos e problemas de inflamabilidade. Esta invenção tem como objectivo proporcionar formulações de tinta deste tipo para jacto de tinta.

Este objective é atingido por intermédio da invenção presente, que diz respeito a uma formulação baseada em solvente para impressão por jacto de tinta, de acordo com a reivindicação 1.

De acordo com um aspecto preferido da invenção, selecciona-se o solvente orgânico activo de entre cetonas que apresentem um ponto de ignição elevado, isto é cetonas com um ponto de ignição de 40°C ou mais, e preferivelmente de 50°C ou mais, e mais preferivelmente de 60°C ou mais. Em geral, o ponto de ignição de solventes e de co-solventes é de entre 40°C e 150°C, sendo o ponto de ignição da formulação dentro da gama de 60°C a 150°C.

Todos os pontos de ignição acima foram medidos pelo método TAG (de copo) fechado. 0 poder solvente elevado das cetonas pode proporcionar propriedades de dissolução a menores concentrações de solvente activo. A formulação reivindicada proporciona um equilíbrio correcto do sistema veicular que também origina tintas que secam rapidamente sem que as embocaduras da cabeça de impressão se entupam. 0 sistema é constituído por uma mistura equilibrada dos solventes e co-solventes mais voláteis com os menos voláteis: os primeiros evaporam rapidamente a partir do filme impresso contribuindo um efeito de secagem rápida, enquanto os segundos mantêm o aglomerante dissolvido dentro e fora das embocaduras da cabeça de impressão, para evitar acumulação de crostas de tinta seca nestas embocaduras. A formulação do sistema de veiculação também pode proporcionar alguma condutividade à tinta (condutividade maior que 1 microSiemens/cm) para dissipar as cargas electrostáticas.

Na verdade, a acumulação das cargas que ocorrem dentro do dispositivo de impressão pode causar muitos problemas que afectam a qualidade de impressão: se as gotas do jacto são carregadas e o substrato também é carregado, 9 as gotas podem ser desviadas da trajectória correcta contribuindo para o efeito overspray: um defeito de impressão em que as linhas não são bem formados porque algumas pequenas gotas caem em posições erradas durante a impressão por jacto de tinta. A tinta da invenção fornece ao utilizador diversas vantagens sobre as tintas de jacto da técnica anterior. A primeira vantagem é que a tinta da invenção com base em solventes será actualmente classificada como um "MATERIAL NÃO PERIGOSO E NÃO INFLAMÁVEL", não só em termos de regulamentação de rotulagem, mas também em termos de regulamentação dos transportes: isto significa que não são necessárias precauções especiais para o seu manuseamento, armazenagem e transporte. A tinta da invenção é segura na sua utilização e praticamente isenta de odor, para que possa ser utilizada em impressoras de jacto de tinta sem emitir fumos nocivos e sem necessitar de equipamento de ventilação caro. 0 ponto de ebulição quase alto (baixa volatilidade) e a muito baixa tensão de vapor (taxa de evaporação baixa) bem como o odor suave destes solventes proporcionam baixos teores de emissões no ambiente de trabalho.

Uma outra vantagem da formulação de tinta é a sua grande versatilidade: estas tintas de impressão apresentam 10 excelentes resultados directamente para uma ampla gama de materiais, incluindo materiais revestidos ou não, e até mesmo de substratos com baixa qualidade aos quais de liga com segurança. São suportes adequados todos os filmes de plástico e PVC, incluindo substratos brancos e translúcidos, adesivos e não adesivos, mas também filmes em borracha, PU e ABS, e muitos outros podem ser facilmente impressos com a formulação de invenção.

Uma vantagem adicional da tinta desta formulação é a elevada qualidade das imagens impressas (cores brilhantes e definição elevada) que se obtêm, mesmo operando num modo de elevada velocidade de impressão.

Para além disto, a velocidade de secagem do filme impresso é muito boa (os solventes deixam eficientemente o filme impresso), o que permite a utilização do modo de impressão 'de rolo para rolo'.

Estas são grandes vantagens para os utilizadores finais por causa das imagens de alta qualidade serem obtidas num período de tempo mais curto, o que significa uma maior produtividade de impressão com alta qualidade (sem defeitos, tais como "banding" (bandas) ou projecções para fora, devidas à instabilidade do jacto e à formação de satélites irregulares e de ligamentos).

Outra vantagem é a pequena manutenção exigida para as máquinas de impressão, devido à pureza e à 11 estabilidade da tinta, à consistência do fluxo de tinta através dos canaliculos, dumpers e embocaduras, e ao facto da projecção do jacto ser de toda a confiança (estabilidade do jacto sem formação de crostas na embocadura).

Descrição das Concretizações Preferidas. A tinta para jacto de tinta da invenção presente é uma tinta com um solvente suave com cores brilhantes que origina imagens fotográficas realistas que são resistentes à água, à raspagem e à luz: disto resulta a vantagem suplementar de que não existe nenhuma necessidade de laminação dos substratos impressos, os quais podem ser utilizados tanto dentro como fora de casa. A formulação de tinta de acordo com a invenção também manifesta alguma resistência a produtos comerciais de limpeza baseados em etanol, o que torna possível limparem-se suavemente os substratos impressos, dentro ou fora de casa, quando tal for necessário. A formulação de tinta da invenção presente inclui tipicamente um ou mais solventes activos, um ou mais co-solventes, um ou mais aglomerantes e um ou mais pigmentos; também podem estar presentes aditivos conhecidos na técnica, tais como agentes dispersantes, agentes humectantes, agentes de controlo da tensão superficial, agentes de controlo da viscosidade, agentes de controlo da evaporação, agentes anti-estáticos, agentes de controlo da 12 corrosão, agentes de controlo de espumas, agentes que forcem a formação de filmes e plastificantes.

Resumem-se as gamas das quantidades relevantes na tabela seguinte, em que as quantidades figuram em percentagens ponderais em relação ao peso da formulação total.

Tabela 1

1-40 % 10-90 Q. "O

Isolventes activos Ico-solventes laglomerantes Ipigmentos Idispersantes/agentes humectantes 0,1-10 o, "o 0,1-10 o o 0,1-10 o. "o

Iplastificantes (caso sejam necessários) 10-10 ‘ lagentes anti-estáticos (caso sejam necessários) |0-5 % iagentes de controlo da viscosidade (caso sejam|0-5 % Inecessários) | |agentes de controlo da evaporação (caso sejam|0-5 % Inecessários) | |agentes de controlo da tensão superficial (caso|0-5 % |sejam necessários) | 13 agentes de controlo da corrosão (caso sejamjo 5 % ! necessários) agentes de controlo das espumas (caso se jam|0-5 % j necessários) agentes de formação de filme (caso sejamjO 5 % ! necessários) estabilizadores à luz ( caso sejam necessários) |θ—5 % ! ::::::......

As gamas preferidas são: entre 1 % e 25 %, em peso, para os solventes activos, 50 % a 90 %, em peso, para os co-solventes, entre 0,1 % e 6 %, em peso, para os pigmentos, entre I—1 O % e 7 %, em peso, para os aglomerantes; todos os outros aditivos (dispersantes/agentes humectantes, estabilizadores à luz, agentes de controlo da tensão superficial, agentes de controlo da evaporação, agentes anti-estáticos, agentes de controlo da corrosão, agentes de controlo das espumas, agentes favorecendo a formação de filmes e plastificantes).

Uma formulação de tinta de acordo com a invenção presente tem características que são vantajosas; a viscosidade da formulação pode variar entre 3 e 50 cps, a tensão superficial pode variar entre 25 e 50 mN/m e a taxa de evaporação é tal que proporciona uma velocidade de impressão de pelo menos 70 m2/h, todos estes valores referem-se a dados medidos à temperatura ambiente, 25°C.

Solvente Activo. 14

Tal como se mencionou acima o solvente activo é um solvente que consegue dissolver ta resina (isto é, o aglomerante); as cetonas também têm um poder solvente elevado para muitos substratos tais como substratos vinilicos e plásticos.

Selecciona-se o solvente activo de entre cetonas com um ponto de ignição mais elevado do que 40°C, preferivelmente maior que 50°C, e mais preferivelmente maior do que 60°C. 0 elevado poder solvente das cetonas pode conferir propriedades de dissolução melhores para o aglomerante a concentrações menores do solvente activo.

De facto o aglomerante deve ser dissolvido num veiculo para permitir o processamento ulterior e a aplicação final. Quando o solvente apresentar uma atracção mais forte para uma cadeia polimérica do que ela apresenta para a sua cadeia vizinha, os enlaces de valência secundários entre cadeia poliméricas vizinhas quebram-se por aplicação de energia cinética, e as moléculas invasoras de solvente deslocam uma cadeia polimérica da vizinhança da próxima. Não é provável que haja recombinação das cadeias poliméricas, porque os locais de ligação estão populados por moléculas de solvente. 0 grau de dissolução que as moléculas nesta "solução de resina" apresentam em termos de interacção com 15 as outras componentes da formulação condiciona a viscosidade da formulação final de tinta. São solventes activos adequados para a mistura as cetonas alifáticas lineares ou ramificadas tais como a metil-n-amilcetona, a metil-iso-amilcetona, a metil-hexilcetona, a metil-heptilcetona, a 4-metoxi-4-metil-2-pentanona, a etilbutilcetona, a etilamilcetona, a di-n-propilcetona, a di-iso-butilcetona, a iso-butil-heptilcetona; cetonas cíclicas tais como lactonas (por exemplo a gama-butirolactona, a gama-valerolactona, da esa-à dodeca-lactona), a ciclohexanona e os seus derivados (metilciclohexanona, trimetilciclohexanona), a N-metil-2-pirrolidona, e misturas destas, podendo também utilizar-se outras cetonas tais como a metil-heptenona.

Preferivelmente seleccionam-se os solventes activos com ponto de ignição elevado de entre as cetonas alifáticas lineares ou ramificadas em C 7-Ci2 e a família das cetonas cíclicas tais como as lactonas, derivados da ciclohexanona e N-metil-2-pirrolidona.

De preferência, os solventes activos com ponto de ignição elevado são cetonas cíclicas tais como a gama-butirolactona ou a 3,3,5-trimetilciclohexanona, numa concentração de entre 1 % e 25 %, em peso.

Co-solventes. 16

Os co-solventes também podem actuar como agentes de controlo da viscosidade, agentes de controlo da tensão superficial, agentes de controlo da evaporação e agentes anti-estáticos, determinando a qualidade da impressão. Eles também podem ser bastante agressivos para substratos, e funcionam em conjunto com o solvente activo. 0 equilíbrio correcto entre os diversos solventes também pode originar tintas com secagem rápida que não entopem as embocaduras da cabeça: os co-solventes mais voláteis evaporam-se rapidamente a partir da tinta impressa conferindo um efeito de secagem rápida, enquanto os menos voláteis mantém a tinta sob forma liquida no interior e no exterior das embocaduras da cabeça de impressão para evitar a formação de crostas nas embocaduras devida à secagem ao ar.

Os pontos de ebulição elevados (pequena volatilidade) e a muito pequena tensão de vapor (taxa de evaporação lenta) de par com os odores suaves, conferem a estes solventes teores de emissão pequenos no ambiente de trabalho. 0 equilíbrio entre estes co-solventes também pode assegurar alguma condutividade à tinta (condutividade superior a 1 microSiemens/cm), que as torna capazes de dissipar cargas electrostáticas evitando que as pequenas gotas se deponham em posições erradas durante a emissão do 17 jacto, em resultado de desvios de trajectória com origem electrostática.

Existem duas categorias de possíveis de co- solventes: • diluentes gue, por si sós, não conseguem dissolver adequadamente a resina, mas que funcionam em conjunto com um solvente activo; • diluentes que não ajudam a dissolver a resina, mas que são tolerados nas misturas em que são utilizados para diminuir a viscosidade.

Nesta invenção seleccionam-se os diluentes adequados a partir de ésteres com pontos de ignição superiores a 40°C, preferivelmente superiores a 50°C, de preferência superiores a 60°C. Seleccionam-se os diluentes preferidos de entre acetatos, ésteres gordos e misturas de ambos, carbonatos e propionatos. São exemplos de acetatos o acetato de 2-etil-hexilo, o acetato de ciclohexilo, o acetato de metilciclohexanilo, o acetato de oxo-hexilo, o acetato de oxo-heptilo, o monoacetato de etilenoglicol, o diacetato de etilenoglicol, os acetatos de éteres monoalquílicos de etilenoglicol ou dietilenoglicol (metílicos, etílicos, propílicos, butílicos), os acetatos éteres monoalquílicos 18 de propilenoglicol ou de dipropilenoglicol (metílicos, etílicos, propílicos, butílicos), o diacetato de propilenoglicol.

Incluem-se nos ésteres gordos adequados para a invenção os ésteres de ácidos gordos C1-C4, os ésteres de ácidos gordos com glicol, glicerol, e os ésteres poliglicerólicos de ácidos gordos. São exemplos de ésteres de ácidos gordos os butiratos, misturas de adipato de dimetilo e/ou glutarato de dimetilo e/ou succinato de dimetilo; lauratos, oleatos, estearatos ou palmitatos de álcoois ou de glicol ou de polietilenoglicóis, de glicerol ou poliglicerol.

Incluem-se em outros ésteres adequados os ésteres acrilato, os ésteres metacrilato, os ésteres lactato, os benzoatos de polióis, o carbonato de dietilo, o carbonato de propileno.

Também são adequados os ésteres propionato, tais como o propionato de n-butilo, o propionato de n-pentilo e o propionato do éter monometílico do etilenoglicol.

Na invenção presente a quantidade preferida da mistura destes diluentes na formulação final da tinta é de entre 30 % e 80 %, e eles são seleccionados de preferência de entre ésteres com pontos de ignição razoavelmente 19 elevados, tais como os acetatos, os ésteres gordos e as misturas de ambos os tipos, os carbonatos e os propionatos.

Em quanto diz respeito a esta invenção os acetatos preferidos podem ser os acetatos de éteres monoalquilicos de etilenoglicol ou de dietilenoglicol (metilicos, etílicos, propílicos, butílicos), os acetatos de éteres monoalquilicos de propilenoglicol ou de dipropilenoglicol (metilicos, etílicos, propílicos, butílicos), o diacetato de propilenoglicol, o diacetato de etilenoglicol, o acetato de 2-etil-hexilo. Os ésteres gordos preferidos são misturas de adipato de dimetilo, glutarato de dimetilo, succinato de dimetilo, denominados ésteres dibásicos. Na invenção presente é preferida uma mistura de 10-25 % de adipato de dimetilo, 55-65 % de glutarato de dimetilo e 15-25 % de succinato de dimetilo (todas as percentagens são em peso). O carbonato mais preferido é o carbonato de propileno e os propionatos mais preferidos são o propionato de pentilo e o propionato de éter monoetílico de etilenoglicol.

Seleccionam-se os diluentes sem poder dissolvente de entre os álcoois monohídricos alifáticos lineares ou ramificados com cadeias carbonadas superiores a C5 e os álcoois polihídricos, éteres de glicóis e os seus derivados. 20

Os diluentes sem poder dissolvente preferidos são éteres e em particular éteres de glicóis, tais como os éteres monoalquilicos ou dialquilicos de etilenoglicol, ou de dietilenoglicol, ou de trietilenoglicol (éteres mono ou dimetilicos, éteres mono ou dietilicos, éteres mono ou dipropilicos, ou éteres mono ou dibutilicos), os éteres monoalquilicos ou dialquilicos de propilenoglicol, ou de dipropillenoglicol ou de tripropilenoglicol (éteres mono ou dimetilicos, éteres mono ou dietilicos, éteres mono ou dipropilicos, ou éteres mono ou dibutilicos), o éter monofenilico de etilenoglicol, o éter monobenzílico de etilenoglicol, o éter butilico e fenilico de etilenoglicol, o éter divinilico do dietilenoglicol, o éter dimetílico do tetraetilenoglicol; o éter monofenilico do propilenoglicol, o éter p-ciclohexilico e fenilico do propilenoglicol, o éter monometilico do 1,3-butilenoglicol, o éter divinilico do butanodiol, o metoxitriglicol, o etoxitriglicol, o butoxitriglicol e éteres de glicerina.

Nesta invenção, são preferidos diluentes deste tipo que sejam derivados de éteres de glicol, tais como os éteres monoalquilglicólicos e os éteres dialquilglicólicos, a concentrações de entre 20 % e 60 %; mais preferivelmente utiliza-se de entre os éteres dialquilicos o éter dimetílico do dipropilenoglicol.

Agentes humectantes e agentes dispersantes. 21

Na tinta de acordo com a invenção, pode utilizar-se um ou mais tensioactivos a titulo de dispersante, isto é, de agente humectante. Os tensioactivos adequados são conhecidos na técnica e podem ser seleccionados de entre os tensioactivos dos tipos aniónico, catiónico, não iónico e anfotérico.

Na invenção presente o tensioactivo é de preferência aniónico, não iónico ou polimérico (polimero em pente ou copolimero em blocos). São exemplos de tensioactivos aniónicos o sabão, etoxicarboxilados, ésteres carboxilados, amidas carboxiladas, ésteres sulfonato, ésteres fosfato, álcoois sulfato, étersulfatos de álcool, etoxilatos de alcanolamida sufatados, óleos e acilgliceróis sulfatados, étersulfatos de nonilfenol, etanossulfonatos, sulfonatos de parafinas, alquilbenzenossulfonatos, sulfonatos de ácidos e ésteres gordos, alquilnaftalenosulfonatos, sulfonatos de olefinas, sulfonatos de petróleo, sulfonatos de lenhina e seus derivativos, sulfossuccinatos e sulfossuccinamatos, sulfonatos de amidas.

Podem seleccionar-se os tensioactivos não iónicos de entre os tensioactivos acetilénicos, etoxilatos de álcoois, alcanolamidas, óxidos de aminas, óxidos de fosfinas, sulfóxidos, derivados mono e polissacaridicos, alcanolamidas etoxiladas, aminas de cadeia comprida etoxiladas, copolimeros de óxido de etileno/óxido de 22 propileno, etoxilatos de ácidos gordos, derivados de sorbitan, ésteres de etilenoglicol, de propilenoglicol, de glicerol e de poliglicerilo e mais os seus derivados etoxilados, alquilaminas, alquilimidazolinas, gorduras e óleos etoxilados de alquilfenóis.

Na invenção presente, utilizam-se de preferência tensioactivos aniónicos e não iónicos em concentrações de entre 0,1 % e 10 %, em peso, na formulação final, e de preferência entre 0,1 e 6,0 %.

Aglomerantes. É essencial a presença de um ou mais aglomerantes na formulação para fixar permanentemente o pigmento ao substrato: preferem-se as resinas vinílicas neste pedido, mas também se podem usar resinas acrílicas. A quantidade de aglomerante será de entre 0,1 e 10,0 %, preferivelmente entre 0,1 e 7,0 % e de preferência entre 0,15 % e 5 %, em peso, relativamente à resina seca no peso total da formulação.

Os filmes baseados em resinas vinílicas não se oxidam e são permanentemente flexíveis, sendo caracterizados por uma ausência de cor e de odor. Estas resinas apresentam um a taxa de transmissão de vapor pequena e uma ordem pequena de absorção de água, por estas razões quando estão adequadamente pigmentados, os filmes baseados nelas têm uma durabilidade excelente no exterior. 23 A massa molecular e a quantidade de aglomerante na formulação final determinam o comportamento viscoelástico da tinta e o seu comportamento durante a formação das gotas e durante o lançamento do jacto.

Uma quantidade de aglomerante polimérico superior a 8 %, em peso, em relação à resina seca, originará instabilidade do jacto e problemas com a cabeça de impressão e com o seu sistema de recobrimento. Seleccionam-se copolimeros com massas moleculares diferentes de entre os copolimeros de cloreto de vinilo/acetato de vinilo, copolimeros de cloreto de vinilo modificado com carboxilo/acetato de vinilo, copolimeros de cloreto de vinilo modificado com hidroxilo/acetato de vinilo, copolimeros de cloreto de vinilo modificado com epoxilo/acetato de vinilo.

Nesta invenção são preferidos copolimeros de cloreto de vinilo/acetato de vinilo (modificados e não modificados) com massas moleculares compreendidos na gama de entre 15.000 e 44.000 (com referência a um padrão de poliestireno).

Pigmentos.

Na invenção presente utilizam-se pigmentos orgânicos e inorgânicos para conferir a cor certa às tintas: os pigmentos seleccionados têm cores brilhantes das quais resultam imagem com fotograficamente realistas e 24 resistentes à luz, que se podem utilizar em aplicações tanto dentro como fora de portas (sem nenhum processo de laminagem).

Para se conferir a tonalidade correcta à tinta carmesim utilizam-se pigmentos orgânicos tais como os Pigment Red 2, 22, 48:1, 48:3, 49:1, 49:2, 53:1, 57:1, 81:3, 112, 122, 146, 170, 176, 184, 185; Pigment Violet 3, Pigment Violet 19, Pigment Violet 23 e outros semelhantes.

Para se conferir a tonalidade correcta à tinta azul utilizam-se pigmentos orgânicos tais como os Pigment Blue 15:0, Pigment Blue 15:3, Pigment Blue 15:4, Pigment Blue 60 e outros semelhantes.

Para se conferir a tonalidade correcta à tinta amarela Pigment Yellow 1, 3, 14, 17, 55, 74, 83, 97, 120, 139, 150, 151, 155, 180 e outros semelhantes.

Para se conferir a tonalidade correcta à tinta preta utilizam-se um pigmento inorgânico tal como o Pigment Black 7 (Negro de Fumo).

Para se conferir a tonalidade correcta à tinta cor-de-laranja utilizam-se pigmentos orgânicos tais como os Pigment Orange 5, 13, 34, 71 e outros semelhantes. 25

Para se conferir a tonalidade correcta à tinta verde utilizam-se pigmentos orgânicos tais como os Pigment Green 7 e Pigment Green 60, bem como outros semelhantes.

Podem utilizar-se muitos outros pigmentos orgânicos para se obterem as cores de tinta pretendidas, mas também se pode utilizar um pigmento inorgânico tal como o TiC>2 para se obter uma tinta branca.

Dispersam-se estes pigmentos em partículas muito pequenas nas tintas, sendo as suas partículas caracterizadas por um diâmetro médio inferior a 0,2-0,3 mícron.

Agentes anti-estáticos.

Quase todos os materiais poliméricos, tais como o aglomerante ou o substrato sobre o qual se faz a impressão, são bons isoladores. Em consequência, eles não são eficazes para dissipar cargas electrostáticas e a acumulação gradual das cargas pode provocar muitos problemas que podem afectar a qualidade da impressão: quando as gotas utilizadas no jacto estão carregadas e o substrato se encontra também carregado, as gotas podem ser desviadas da trajectória linear original originando imagens que não se encontram correctamente definidas (por exemplo, linhas que não têm a forma correcta). 26

Dentro das máquinas impressoras, a acumulação de cargas estáticas acontece amiúde por causa da fricção de superfícies diferentes (devida por exemplo ao movimento rápido da cabeça de impressão).

Empregam-se portanto diversas soluções para diminuir ou para eliminar a acumulação de cargas electrostáticas.

Na invenção presente pode levar-se a cabo o controlo da carga electrostática na tinta aumentando a sua condutividade pela incorporação de agentes (solventes ou aditivos) que conduzam eles próprios a electricidade. Os aditivos com propriedades anti-estáticas são os tensioactivos catiónicos, aniónicos, ou não iónicos. Os agentes catiónicos mais habituais são sais de amónio quaternário, cuja eficácia é máxima em substâncias polares tais como o PVC. Incluem-se nos de tipo aniónico os sulfonatos ou os fosfatos de alquilo combinados com metais alcalinos. Os de tipo não iónico são principalmente derivados de ésteres de ácidos gordos, etanolamidas, monoacilgligeróis e diacilgliceróis, e aminas gordas etoxiladas e propoxiladas. Devido à sua pequena polaridade própria, os anti-estáticos não polares são fortemente eficazes em aplicações com poliolefinas.

Alguns polímeros (por exemplo os polipirroles) também são aditivos com propriedades anti-estáticas, que 27 manifestam condutividade intrínseca capaz de dissipar as cargas electrostáticas.

Verificou-se, de uma forma surpreendente, que os co-solventes do tipo carbonato de alquilo tais como o carbonato de propileno, também actuam como agentes anti-estáticos e podem substituir, pelo menos parcialmente, os agentes anti-estáticos conhecidos em qualquer formulação de tinta para impressão por jacto de tinta, isto é, incluindo formulações conhecidas de tinta para impressão por jacto de tinta, e em especial nas formulações de tinta de acordo com a invenção presente. Um co-solvente anti-estático preferido é o carbonato de propileno, e a quantidade de carbonato de alquilo a utilizar é de entre 1 e 20 %. É portanto um objecto da invenção presente a utilização de co-solventes que sejam carbonatos de alquilo a título de agentes anti-estáticos, numa formulação de tinta para impressão por jacto de tinta.

Plastificante. A adição de um ou mais plastif icantes à formulação é útil para aumentar a flexibilidade e para ajudar a minimizar a retenção de solvente no filme.

Quando adicionados a um polímero (o aglomerante), eles provocam um decréscimo da sua temperatura de transição 28 vítrea de que resulta uma maior facilidade em trabalhá-lo e uma maior flexibilidade. São plastificantes típicos os ftalatos (ftalato de di-isooctilo, ftalato de di-isodecilo, ftalato de butilo e benzilo, ftalato de butil-2-etil-hexilo, ftalato de 2-etilhexilo e isodecilo), os citratos (citrato de acetilo e tributilo, citrato de acetilo e trietilo, citrato de tributilo), os epóxidos (óleo de soja epoxidado, epoxitalato de 2-etil-hexilo, óleo de linhaça epoxidado), os fosfatos (fosfato de tri (2-etil-hexilo), fosfato de trifenilo, fosfato de tributilo) e os compostos adipato. Os plastificantes monoméricos são mais eficientes do que os plastificantes poliméricos (poliésteres de ácido adípico, poliésteres de ácido azelaico, poliésteres de ácido sebácico, óleo de rícinos oxidado, óleo de soja oxidado, óleo d linhaça oxidado) mas estes últimos podem proporcionar características especiais ao filme, tais como uma pequena extractabilidade ou migração.

Na invenção presente, a quantidade de plastificante encontra-se na gama de entre 0,1 e 6,0 %, em peso, de modo a diminuir as necessidades de manutenção para as máquinas de impressão, impedindo a formação de crostas nas embocaduras e a formação de crostas nos dispositivos de limpeza, e assegurando uma consistência correcta do fluxo de tinta através dos canais, dumpers e embocaduras.

Aditivos adicionais. 29 A adição de um ou mais aditivos funcionais não é indispensável para a maior parte das aplicações, mas quando são necessários, a formulação também pode conter estabilizantes, agentes para controlo da tensão superficial, agentes para controlo da viscosidade, agentes para controlo da evaporação, agentes anti-estáticos, agentes de controlo da corrosão, agentes de controlo das espumas e agentes formadores de filme, em pequenas quantidades.

Todas estas componentes da formulação proporcionam uma tinta com uma tensão superficial preferivelmente controlada a entre 25 mN/m e 50 mN/m (obtida utilizando tensioactivos e co-solventes adequados), viscosidades preferivelmente entre 3 e 50 centipoise (obtida recorrendo a aglomerantes e co-solventes adequados) e uma condutividade superior a 1 microSiemens/cm (obtida utilizando agentes anti-estáticos adequados e/ou co-solventes) . A invenção será agora descrita com referência aos seguintes exemplos não limitativos.

Exemplo 1

Obtém-se uma solução de resina (aglomerante) dissolvendo sob agitação 20 %, em peso, de um copolimero não modificado de cloreto de vinilo/acetato de vinilo com 30 massa molecular de 22.000 (com referência à do padrão de poliestireno) em 3,3,5-trimetilciclohexanona (a 80 %, em peso).

Prepara-se também uma dispersão pigmentada, dispersando e moendo Pigment Red 122 (15 %, em peso) em acetato de éter monobutilico de etilenoglicol, utilizando-se a título de agente humectante/dispersante um tensioactivo não iónico. A dispersão final apresenta partículas com um diâmetro médio inferior a 0,3 mícron (média).

Adiciona-se então a solução de resina à dispersão pigmentada com agitação, e em seguida adiciona-se um ftalato plastificante, sempre sob agitação.

Por último, adicionam-se também sob agitação acetato de 2-etil-hexilo, diacetato de propilenoglicol, carbonato de propileno e éter dimetílico de dipropilenoglicol. A formulação de tinta do exemplo 1 é: 31 31 Solução de resina => 8 %, em peso Dispersão pigmentada => 15 %, em peso Ftalato de di-octilo => 2 %, em peso Acetato de 2-etil-hexilo 15 %, em peso Diacetato de propilenoglicol => 12 %, em peso Carbonato de propileno => 18 %, em peso Éter dimetilico de propilenoglicol => 30 %, em _peso_

Filtra-se então a tinta através de um filtro absoluto sub-micron (Por exemplo com uma porosidade de 0,6 micron) . O ponto de ignição da formulação (Tag (copo) fechado) é 63°C. A tinta que se obtém deste modo é hoje em dia classificada como sendo um material "NÃO PERIGOSO E NÃO INFLAMÁVEL" não apenas do ponto de vista das regulamentações de rotulagem, mas também do ponto de vista das regulamentações do transporte, e possui uma grande versatilidade: permite imprimir directamente com muito bons resultados sobre uma grande variedade de materiais, incluindo tanto materiais revestidos como não revestidos, e mesmo sobre substratos de baixa qualidade aos quais se liga de modo seguro sem defeitos de "mosqueado" (isto é, as gotas de tinta não coalescem sobre a superfície do meio, evitando-se uma densidade variável). 32

Uma vantagem adicional desta tinta é a elevada qualidade das imagens impressas (cores brilhantes e alta definição) que se obtém mesmo num modo de impressão a alta velocidade.

Para além disto, a velocidade de secagem do filme impresso é muito boa (os solventes deixam o filme impresso de modo eficiente) o que permite o modo de impressão de cilindro para cilindro. Outra vantagem é a pouca manutenção necessária para as máquinas impressoras, devido à pureza e à estabilidade da tinta, à consistência do caudal de tinta através dos tubos, dumpers e embocaduras, bem como à obtenção de um jacto de confiança (estabilidade do jacto e ausência de crostas sobre as embocaduras).

Exemplo 2

Obtém-se uma solução de resina dissolvendo sob agitação 20 %, em peso, de um copolimero de cloreto de vinilo/acetato de vinilo modificado com hidroxilo, com uma massa molecular de 15.000 (com referência à do padrão em poliestireno) em 3,3,5-trimetilciclohexanona (80 %, em peso).

Prepara-se também uma dispersão pigmentada dispersando e moendo Pigment Blue 15:3 (a 15 %, em peso) em acetato de éter monobutilico de etilenoglicol utilizando um tensioactivo não iónico a titulo de agente 33 humectante/dispersante. A dispersão final tem que ter partículas com dimensão inferior a 0,3 micron (diâmetro médio).

Adiciona-se então a solução de resina à dispersão pigmentada sob agitação, e adiciona-se então á mistura o ftalato plastificante, também sob agitação.

Por último adiciona-se uma mistura de ésteres gordos co-solventes constituída por 10-25 % de adipato de dimetilo, 55-65 % de glutarato de dimetilo e 15-25 % de succinato de dimetilo (DiBasicEster), acetato de éter monobutílico de etilenoglicol, carbonato de propileno e o diluente (éter dimetílico de dipropilenoglicol), sob agitação. A formulação de tinta do exemplo 2 é:

Solução de resina => 8 %, em peso Dispersão pigmentada => 15 %, em peso Ftalato de di-octilo => 3 %, em peso Acetato de éter monobutílico de etilenoglicol => 5 %, em peso DiBasicEster => 15%, em peso Carbonato de propileno => 19 %, em peso Éter dimetílico de dipropilenoglicol => 34,5 %, em peso

Filtra-se então a tinta através de um filtro absoluto sub-mícron (por exemplo com uma porosidade de 0,6 micron) . 34 0 ponto de ignição da formulação (Tag (Copo) Fechado) é 64°C: A tinta que se obtém deste modo é hoje em dia classificada como sendo um material "NÃO PERIGOSO E NÃO INFLAMÁVEL" não apenas do ponto de vista das regulamentações de rotulagem, mas também do ponto de vista das regulamentações do transporte, e possui uma grande versatilidade.

Uma vantagem adicional desta tinta é a elevada qualidade das imagens impressas (cores brilhantes e alta definição) que se obtém mesmo num modo de impressão a alta velocidade: graças à elevada condutividade desta formulação (maior do que 2 microSiemens/cm) não se detecta qualquer defeito de "perdas por projecção para fora".

Para além disto, a velocidade de secagem do filme impresso é muito boa e a manutenção necessária para as máquinas impressoras é pequena.

Lisboa, 12 de Fevereiro de 2010.

Claims (12)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Uma formulação de tinta para impressão por jacto de tinta, baseada em solvente, que seja isenta de água e de álcoois alquilicos inferiores, incluindo - 1-25 %, em peso, de um ou mais solventes activos seleccionados de entre cetonas alifáticas lineares ou ramificados em C 7“Ci2, cetonas cíclicas e derivados de ciclohexanona, pirrolidonas, e misturas de todas estas, - 50-90 %, em peso, de uma mistura de co- solventes incluindo diluentes seleccionados de entre ésteres tais como acetatos, misturas de ésteres de ácidos gordos, carbonatos e propionatos e misturas de todos estes, numa quantidade de entre 30 % e 80 %, em peso, da formulação da tinta, e diluentes não solventes seleccionados de entre de éteres monoalquílicos de glicóis e éteres dialquílicos de glicóis, numa quantidade de entre 20 % e 60 %, em peso, da formulação de tinta, - 0,1-10 %, aglomerante, em peso, de um (co)polímero 2 0,1-10 %, em peso, de agentes dispersantes/humectantes, e - 0,1-10 %, em peso, de pigmento; e agentes e - 0,1-10 %, em peso, de pigmento; e tendo um ponto de ignição superior a 60°C.

2. Uma formulação de tinta de acordo com a reivindicação 1, na qual a quantidade do referido solvente activo seja de entre 5 % e 15 %, em peso, e o solvente referido seja uma cetona cíclica seleccionada de entre gama-butirolactona, 3,3,5-trimetilciclohexanona e misturas de ambas.

3. Uma formulação de tinta de acordo com a reivindicação 1, em que os diluentes referidos sejam seleccionados de entre acetatos de éteres monoalquilicos de etilenoglicol ou de dietilenoglicol (metilicos, etílicos, propílicos, butílicos), acetatos de éteres monoalquilicos de propilenoglicol ou de dipropilenoglicol (metilicos, etílicos, propílicos, butílicos), diacetato de propilenoglicol, diacetato de etilenoglicol, acetato de 2-etil-hexilo, e misturas de todos estes.

4. Uma formulação de tinta de acordo com a reivindicação 1, na qual a referida mistura de ácidos gordos inclua 10-2 5% de adipato de dimetilo, 55-65 % de 3 glutarato de dimetilo e 15-25 % de succinato de dimetilo; o carbonato referido seja carbonato de propileno e os propionatos referidos sejam seleccionados de entre propionatos de pentilo e propionato de éter monoetilico de etilenoglicol.

5. Uma formulação de tinta de acordo com a reivindicação 1, em que o referido diluente não solvente seja o éter dimetilico do dipropilenoglicol.

6. Uma formulação de tinta de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, na qual a viscosidade da formulação seja de entre 3 e 50 cps, a sua tensão superficial seja de entre 25 e 50 mN/m, e a sua taxa de evaporação seja tal que proporcione uma velocidade de impressão de pelo menos 70 m2/h.

7. Uma formulação de tinta de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, na qual o aglomerante seja um copolimero de cloreto de vinilo/acetato de vinilo (modificado) com uma massa molecular de entre 15.000 e 44.000 (com referência ao padrão de poliestireno) e a sua concentração seja de entre 0,1 % - 7 %, em peso.

8. Uma formulação de tinta de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, na qual a tinta tenha uma condutividade maior do que 1 microSiemens/cm.

9. Uma formulação de tinta de acordo com a 4 reivindicação 8, que inclua como co-solvente o carbonato de propileno, numa quantidade de entre 1 e 20 %, em peso, e/ou agentes anti-estáticos numa quantidade de entre 0,1 e 5 %, em peso.

10. Uma formulação de tinta de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, na qual o pigmento referido seja seleccionado de entre pigmento orgânicos e/ou inorgânicos com dimensão de diâmetro de partícula inferior a 0,3 mícron, sendo a quantidade dos pigmentos referidos de entre 0,1 % e 6%, em peso.

11. A utilização de co-solventes carbonato de alquilo a título de agentes anti-estáticos numa formulação de tinta para impressão por jacto de tinta.

12. A utilização de acordo com a reivindicação 11, na qual o co-solvente referido seja o carbonato de propileno, numa quantidade de entre 1 e 20%, em peso. Lisboa, 12 de Fevereiro de 2010.