BRPI0608005B1

BRPI0608005B1 - tinta e sistema para imprimir imagens sobre um substrato

Info

Publication number: BRPI0608005B1
Application number: BRPI0608005A
Authority: BR
Inventors: Dennis Z Guo; Xiaohe Chen
Original assignee: Hewlett Packard Development Co
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2016-09-27
Also published as: RU2373242C2; BRPI0608005A2; CN101171312B; DE602006003418D1; US20050206703A1; WO2006099551A3; JP2008536963A; US8946320B2; WO2006099551A2; EP1866386A2; CN101171312A; EP1866386B1; HK1108909A1; RU2007138016A; PL1866386T3; ATE412717T1

Abstract

tinta e sistema para imprimir imagens sobre um substrato. uma composição de tinta de jato de tinta (160) inclui um veículo jateável, uma pluralidade de sólidos de pigmento dispersados no veículo jateável, e um meio-éster de estireno anidrido maleico (sma) dispersado no veículo jateável.

Description

TINTA E SISTEMA PARA IMPRIMIR IMAGENS SOBRE UM SUBSTRATO Antecedentes [001] A impressão a jato de tinta tem se tornado um modo popular de registrar imagens sobre várias superfícies de mídia, particularmente papel, por um número de razões, incluindo, ruído baixo da impressora, capacidade de registro em alta velocidade, e registro multicolorido. Adicionalmente, estas vantagens de impressão a jato de tinta podem ser obtidas em um preço relativamente baixo para consumidores. Embora tenha havido grande melhoria em impressão a jato de tinta, as melhorias são seguidas por demandas aumentadas de consumidores por velocidades mais altas, resolução mais alta, formação de imagem de cor plena, estabilidade aumentada, etc.

[002] À medida que novas tintas para jato de tinta e motores de impressão são desenvolvidas, várias características tradicionais são consideradas quando avaliando a tinta em conjunção com uma superfície ou substrato de impressão. Tais características incluem acuidade de borda e densidade óptica da imagem sobre a superfície, brilho, controle de sangria de preto para cor, tempo de secagem da tinta sobre o substrato, adesão ao substrato, falta de desvio em colocação de gotícula de tinta, presença de todos os pontos, resistência da tinta após secagem contra água e outros solventes, estabilidade de armazenagem a longo prazo, e confiabilidade a longo prazo sem degradação do material da pena ou entupimento do bico. A confiabilidade a longo prazo sem degradação do material ou entupimento do bico se torna ainda mais importante com o advento de motores de impressão que ejetam volumes de gotas menores. Embora a lista de características acima forneça uma ilustração de fatores a serem otimizados para impressão melhorada a jato de tinta, existem desafios associados com satisfazer todas as características acima. Frequentemente, a inclusão de um componente de tinta pretendido a satisfazer uma das características acima pode impedir uma outra característica de ser atendida. Portanto, as tintas comerciais tradicionais para uso em impressoras a jato de tinta representam um compromisso em uma tentativa de conseguir pelo menos uma resposta adequada em atender todas as características listadas acima.

[003] Tipicamente a performance de tempo de secagem de uma tinta de jato de tinta tem sido controlada com aditivos de tinta de baixo peso molecular tais como tensoativos, penetrantes, ou componentes voláteis do veículo da tinta. Outras soluções incluem reduzir a carga de pigmento ou fluxo de tinta. Entretanto, muitas destas técnicas frequentemente resultam em uma baixa densidade óptica (OD) sobre mídia impressa, qualidade pobre de impressão tal como acuidade de borda, mesclagem, e/ou design complicado do modo de impressão.

Sumário [004] Em um aspecto do presente sistema e método, uma composição de tinta de jato de tinta inclui um veículo jateável, uma pluralidade de sólidos de pigmentos dispersados no veículo jateável, e uma forma de sal de um meio-éster de estireno anidrido maleico (SMA) dispersada no veículo jateável.

[005] Em uma outra configuração, um sistema para imprimir imagens sobre um substrato inclui uma tinta jateável, e um cabeçote de impressão carregado com a tinta jateável, sendo que a tinta jateável inclui um veiculo jateável, o veiculo incluindo água, uma pluralidade de sólidos de pigmentos autodispersados no veiculo jateável, uma forma de sal de um meio-éster de estireno-anidrido maleico (ΞΜΑ) dispersada no veiculo jateável.

Descrição resumida dos desenhos [006] O desenho anexo ilustra várias configurações da presente invenção e é uma parte da especificação. As configurações ilustradas são meramente exemplos da presente invenção e não limitam o escopo da invenção.

[007] A fig. 1 é um diagrama de blocos simples ilustrando um sistema dispensador de material de jato de tinta, de acordo com uma configuração exemplar.

[008] A fig. 2 é um gráfico ilustrando resultados decap para um número de formulações de tinta, de acordo com uma configuração exemplar.

[009] A fig. 3 é um gráfico de barras ilustrando teste de placar de sangria para um número de formulações de tinta, de acordo com uma configuração exemplar.

[0010] A fig, 1 é um gráfico de barras ilustrando os resultados de testes de performance de halo para um número de formulações de tinta, de acordo com uma configuração exemplar.

[0011] A fig. 5 é um gráfico de barras ilustrando resultados de densidade óptica e durabilidade para um número de formulações de tinta, de acordo com uma configuração xemplar.

[0012] Por todos os desenhos, números de referência idênticos designam elementos similares, mas nào necessariamente idênticos.

Descrição detalhada [0013] A presente especificação divulga um sistema de tinta de jato de tinta que contém pelo menos um pigmento preto autodispersado, pelo menos um ligante polimérico, e pode incluir um conjunto de tintas coloridas baseadas em corantes. Especificamente o presente sistema exemplar de tinta de jato de tinta inclui um ligante polimérico que é um meio-éster de estireno anídrico maleico (SMA). De acordo com uma configuração exemplar divulgada aqui, o éster contém um grupo butoxietila. O sistema de tinta divulgado tem excelente imprímibílidade TIJ [por jato de tinta] e vantagens combinadas de tempo de secagem melhorado, alta densidade óptica, sangria de preto para cor/performance halo sobre papel plano poroso, sem sub ou sobre impressão com quaisquer fluidos fixadores ou tintas reativas. Detalhes adicionais do presente sistema de tinta de jato de tinta serão fornecidos abaixo.

[0014] Antes que configurações particulares do presente sistema e método sejam divulgadas e descritas, deve ser entendido que o presente sistema e método não estão limitados aos particulares processos e materiais divulgados aqui uma vez que estes podem variar em alqum grau. Também deve ser entendido que a terminologia usada aqui é usada com o propósito de descrever configurações particulares somente e não é intencionada a ser limitante, uma vez que o escopo do presente sistema e método será definido somente pelas reivindicações anexas e equivalentes das mesmas.

[0015] Como usado na presente especificação e nas reivindicações anexas, o termo "veiculo liquido" é definido a incluir composições liquidas que podem ser usadas para carregar corantes, incluindo pigmentos, a um substrato. Os veículos líquidos são bem conhecidos na técnica, e uma ampla variedade de componentes de veículo líquido pode ser usada de acordo com configurações do presente sistema e método exemplares. Tais veículos líquidos podem incluir uma mistura de uma variedade de diferentes agentes, incluindo sem limitações, tensoativos, co-solventes, tamponadores, biocidas, modificadores de viscosidade, agentes sequestradores, agentes estabilizantes, e água.

[0016] Embora não líquido per se, o veículo líquido também pode carregar outros sólidos, tais como polímeros, materiais curáveis por UV, plastificantes, sais, etc.

[0017] Como usado aqui, "pigmento" se refere a uma partícula de corante que é tipicamente substancialmente insolúvel no veículo líquido no qual ela é usada.

[0018] Concentrações, quantidades, e outros dados numéricos podem ser apresentados aqui em um formato de faixa. Deve ser entendido que tal formato de faixa é usado meramente por conveniência e brevidade e deve ser interpretada flexibilidade para incluir não somente os valores numéricos explicitamente recitados como os limites da faixa, mas também a incluir todos os valores numéricos individuais ou subfaixas abrangidas dentro daquela faixa como se cada valor numérico e subfaixa fosse explicitamente recitada. Por exemplo, uma faixa de peso de cerca de 1 por cento em peso a cerca de 20 por cento em peso deve ser interpretada a incluir não somente os limites de concentração explicitamente recitados de 1 por cento em peso a cerca de 20 por cento em peso, mas também a incluir concentrações individuais tais como 2 por cento em peso, 3 por cento em peso, 4 por cento em peso, e subfaixas tais como 5 por cento em peso a 15 por cento em peso, 10 por cento em peso a 20 por cento em peso, etc. Como usado aqui, "sangria" se refere à tendência da tinta em correr para dentro e se misturar com tintas impressas adjacentemente. A sangria tipicamente ocorre antes que as tintas impressas sequem totalmente sobre um substrato. O grau de sangria dependerá de uma variedade de fatores tais como a velocidade de secagem da tinta, a aglomeração do corante, e a química da tinta em geral, entre outras variáveis. Adicionalmente, como usado aqui, o termo "halo" é intencionado a ser entendido como um esgotamento de preto próximo a uma borda de enchimentos de área pretos e coloridos. Halo é causado pela tinta ou pigmento preta ser repelida pela tinta colorida. Adicionalmente, o termo "decap" é intencionado a ser entendido tanto aqui como nas reivindicações anexas como se referindo à capacidade de uma tinta de jato de tinta em permanecer líquida com exposição ao ar. Durante a impressão de jato de tinta, o cabeçote de impressão é deixado destampado, a água no veículo da tinta se evapora levando a uma estabilidade reduzida dos componentes da tinta no orifício. Esta condição pode resultar em pobre ejeção de tinta e defeito de impressão. A degradação do bico é bem conhecida na técnica e frequentemente referida como "decap". O defeito de impressão pode ser corrigido de muitas maneiras diferentes incluindo ebulir violentamente gotas da tinta. Um indicador da performance de decap de uma tinta de jato de tinta são os números de ebulições violentas que são requeridas para eliminar o defeito devido a decap, ou o "número de ebulições para recuperação", quando a tinta é exposta ao ar por um certo período de tempo. Quando comparando duas tintas, uma com um "número de ebulições para recuperação" menor é considerada a ter uma performance de decap melhor.

[0019] Na descrição seguinte, para propósitos de explanação, numerosos detalhes específicos são estabelecidos para fornecer uma compreensão perfeita do presente sistema e método para um sistema de jato de tinta que contém pelo menos um pigmento preto autodispersado, pelo menos um ligante poliméríco, e um conjunto de tintas coloridas baseadas em corantes. Será aparente, entretanto, a alguém experiente na técnica, que o presente método pode ser praticado sem estes detalhes específicos. A referência nesta especificação a "uma configuração" ou "configuração" significa que um particular aspecto, estrutura, característica descrito em conexão com a configuração está incluído em pelo menos uma configuração. Os aparecimentos da frase "em uma configuração" em vários lugares na especificação não estão necessariamente se referindo à mesma configuração.

Estrutura exemplar [0020] A figura 1 ilustra um sistema exemplar 100 que pode ser usado para aplicar uma tinta de jato de tinta baseada em pigmento 160 a um meio receptor de tinta 170 de acordo com uma configuração exemplar. Como mostrado na figura 1, o presente sistema inclui um dispositivo de computação 110 controlavelmente acoplado por um servo-mecanismo 1Ξ0 a um carrinho móvel 140 tendo um dispensador de jato de tinta 150 disposto nele. Um reservatório de material 130 também está acoplado ao carrinho móvel 140, e consequentemente ao cabeçote de impressão de jato de tinta 150. Um número de roletes 180 estão localizados adjacentes ao dispensador de jato de tinta 150 configurado para seletivamente posicionar um meio receptor de tinta 170. Embora o presente sistema exemplar 100 seja descrito no contexto de aplicar uma tinta de jato de tinta baseada em pigmento 160 sobre um meio receptor de tinta 170, o presente sistema e método podem ser usados para marcar qualquer número de itens com a presente tinta de jato de tinta baseada em pigmento. Os componentes acima mencionados do presente sistema exemplar 100 serão agora descritos em detalhes adicionais abaixo.

[0021] O dispositivo de computação 110 que é controlavelmente acoplado ao servo-mecanismo 120, como mostrado na figura 1, controla a deposição seletiva de uma tinta de jato de tinta baseada em pigmento 160 sobre um meio receptor de tinta 170. Uma representação desejada de uma imagem ou texto pode ser formada usando um programa hospedado pelo dispositivo de computação 110. Aquela representação pode então ser convertida em instruções de servo que são então alojadas em um meio lido pelo processador (não mostrado). Quando acessado pelo dispositivo de computação 110, as instruções alojadas no meio lido pelo processador podem ser usadas para controlar os servos-mecanismos 120 bem como o carrinho móvel 140 e dispensador de jato de tinta 150. O dispositivo de computação 110 ilustrado na figura 1 pode ser, mas não está de nenhum modo limitado a, uma estação de trabalho, um computador pessoal, um laptop, um assistente digital pessoal (PDA), ou qualquer outro dispositivo contendo processador.

[0022] O carrinho móvel 140 do presente sistema de impressão 100 ilustrado na figura 1 é um dispensador móvel de material que pode incluir qualquer número de dispensadores de material de jato de tinta 150 configurados para dispensar tinta de jato de tinta baseada em pigmento 160. 0 carrinho móvel 140 pode ser controlado por um dispositivo de computação 110 e pode ser controlavelmente movido por, por exemplo, um sistema de eixo, um sistema de correia, um sistema de corrente, etc. compondo o servo-mecanismo 120. À medida que o carrinho móvel 140 opera, o dispositivo de computação 110 pode informar um usuário das condições operacionais bem como prover o usuário com uma interface do usuário.

[0023] À medida que uma imagem ou texto é impressa sobre um meio receptor de tinta 170, o dispositivo de computação 110 pode controlavelmente posicionar o carrinho móvel 140 e dirigir um ou mais dos dispensadores de jato de tinta 150 seletivamente dispensar uma tinta de jato de tinta baseada em pigmento em locais predeterminados sobre o meio receptor de tinta 170 como gotas endereçadas digitalmente, formando assim a imagem ou texto desejada. Os dispensadores de material de jato de tinta 150 usados pelo presente sistema de impressão 100 podem ser qualquer tipo de dispensador de jato de tinta configurado para executar o presente método incluindo, mas de nenhum modo limitado a, dispensadores de jato de tinta atuados termicamente, dispensadores de jato de tinta atuados mecanicamente, dispensadores de jato de tinta atuados eletrostaticamente, dispensadores atuados magneticamente, dispensadores atuados piezoeletricamente, dispensadores de jato de tinta contínuos, etc.

[0024] O reservatório de material 130 que está fluidamente acoplado ao dispensador de jato de tinta 150 aloja a tinta de jato de tinta baseada em pigmento 160 presente antes da impressão. O reservatório de material pode ser qualquer recipiente configurado para selar hermeticamente a tinta de jato de tinta baseada em pigmento 160 antes da impressão e pode ser construído de qualquer número de materiais incluindo, mas de nenhum modo limitado a metais, plásticos, compostos, ou cerâmicos. Como ilustrado na figura 1, o reservatório de material 130 pode ser separado de, ainda fluidamente acoplado ao dispensador de material de jato de tinta 150. Alternativamente, o reservatório de material 130 pode ser acoplado diretamente a e formar uma parte do dispensador de material de jato de tinta 150.

[0025] A figura 1 também ilustra os componentes do presente sistema que facilitam a recepção da tinta de jato de tinta baseada em pigmento 160 sobre o meio receptor de tinta 170. Como mostrado na figura 1, um número de roletes de posicionamento 180 podem transportar e/ou posicionalmente prender um meio receptor de tinta 170 durante uma operação de impressão. Alternativamente, qualquer número de correias, roletes, substratos, ou outros dispositivos de transporte podem ser usados para transportar e/ou posicionalmente prender o meio receptor de tinta 170 durante uma operação de impressão, como é bem conhecido na técnica.

[0026] O presente sistema e métodos proveem tintas de jato de tinta que têm tempo de secagem rápido e alta qualidade de impressão sobre papel liso, p.ex., alta densidade óptica, sangria reduzida, mantêm boa imprimibilidade e confiabilidade no sistema, reduzido disparo mal direcionado e etc. A formação e composição da tinta de jato de tinta baseada em pigmento 160 será agora descrita em detalhes abaixo.

Composição exemplar [0027] A presente tinta de jato de tinta baseada em pigmento 160 exemplar que deve ser incorporada no presente sistema de tinta de jato de tinta contém um pigmento preto autodispersado, um ligante polimérico, um veiculo de tinta típico, e tintas TIJ coloridas baseadas em corante, Como um resultado da presente formulação, o sistema de tinta divulgado tem excelente imprimibilidade de TIJ e vantagens combinadas de tempo de secagem melhorado, alta densidade óptica, e excelente sangria de preto para cor/performance de halo sobre papel liso poroso, tudo sem sub ou sobre imprimir quaisquer fluidos fixadores ou tintas reativas. Adicíonalmente, outros componentes também podem estar presentes incluindo, mas de nenhum modo limitados a, sais, tensoativos, biocidas, tamponadores, modificadores de viscosidade, agentes sequestradores, agentes estabilizantes, polímeros, materiais curáveis por UV, plastificantes, etc. Os componentes individuais do presente sistema exemplar de tinta de jato de tinta serão descritos em detalhes adicionais abaixo.

Pigmento autodispersado [0028] Como mencionado anteríormente, a presente tinta de jato de tinta 160 contém um pigmento autodispersado. Como usado aqui, o termo "pigmento autodispersado" é intencionado a ser entendido amplamente como qualquer pigmento que possa ser dispersado em um veículo liquido sem o auxílio de dispersão. Um "pigmento autodispersado" é tipicamente um pigmento cuja superfície foi quimicamente modificada para torna-lo dispersável em um veiculo liquido. Estas modificações químicas podem incluir oxidação superficial e ligações superficiais com pequenas moléculas ou polímeros que contêm grupos carregáveis. 0 pigmento autodispersado pode ser de qualquer cor usado nas técnicas de jato de tinta. Embora qualquer cor possa ser usada, pigmentos de negro de fumo são descritos de maneira exemplar a favoravelmente estabelecer certos princípios do presente sistema e método.

[0029] O carbono base do pigmento preto autodispersado pode ser quase qualquer pigmento de carbono disponível que proveja densidade óptica e características de impressão aceitáveis. Pigmentos de carbono base adequados para uso no presente sistema e método incluem, mas não estão de nenhum modo limitados a, negro de fumo, grafite, carbono vítreo, carvão vegetal, e combinações dos mesmos. Em um aspecto do presente sistema e método, o pigmento de carbono é um pigmento de negro de fumo. Tais pigmentos de negro de fumo podem ser fabricados por uma variedade de métodos conhecidos tais como um método de canal, um método de contato, um método de fornalha, um método de acetileno, ou um método térmico, e são comercialmente disponíveis de vendedores tais como Cabot Corporation, Columbian Chemicals Company, Degussa AG, e E.I. DuPont de Nemours and Company. Pigmentos de negro de fumo adequados incluem, mas não estão de nenhum modo limitados a, pigmentos Cabot tais como MONARCH 1400, MONARCH 1300, MONARCH 1100, MONARCH 1000, MONARCH 900, MONARCH 880, MONARCH 800, MONARCH 700; pigmentos Columbian tais como RAVEN 7000, RAVEN 5750, RAVEN 5250, RAVEN 5000, e RAVEN 3500; pigmentos Degussa tais como Color Black FW 200, RAVEN FW 2, RAVEN FW 2V, RAVEN FW 1, RAVEN FW 18, RAVEN SI60, RAVEN FW S170, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A, Special Black 4, PRINTEX U, PRINTEX 140U, PRINTEX V, e PRINTEX 140 V; e TIPURE R-101 disponível de Dupont.

[0030] Entre os pigmentos pretos autodispersados aceitáveis, alguns estão comercialmente disponíveis, Pigmentos pretos autodispersados comercialmente disponíveis aceitáveis incluem, mas não estão de nenhum modo limitados a, CAB-OJET 2000, e CAB-O-JE 300.

[0031] Tipicamente os pigmentos de negro de fumo do presente sistema e método podem ser de aproximadamente 5 nm a aproximadamente 10 mm e em um aspecto podem ser de 10 nm a cerca de 500 nm de tamanho, embora tamanhos fora desta faixa também possam ser usados se o pigmento puder permanecer dispersado e prover propriedades de cor adequadas. Em um aspecto detalhado do presente sistema e método, a carga de pigmento no sistema exemplar de tinta de jato de tinta é selecionada tal que uma densidade óptica (OD) razoavelmente alta e uma boa qualidade de impressão possam ser conseguidas. De acordo com uma configuração exemplar, a carga de pigmento para o sistema de tinta preta divulgado varia de aproximadamente 1 a 10% da tinta em peso. De acordo com uma outra configuração exemplar, a carga de pigmento varia de aproximadamente 2 a aproximadamente 5% em peso.

[0032] Embora pigmentos pretos sejam descritos em alguns detalhes abaixo, outras cores de pigmentos também podem ser usadas pelo presente sistema e método. Por exemplo, outros pigmentos que podem ser usados incluem, mas não estão de nenhum modo limitados a, pigmentos coloridos de Cabot, tais como CAB-O-JET 250C, CAB-O-JET 260M, e CAB-035 JET 270Y.

Ligante polimérico [0033] Em um aspecto exemplar adicional do presente sistema e método, iigantes podem ser incluídos os quais atuam para modificar as propriedades da tinta para melhorar atributos da impressão. Os Iigantes adequados para uso no presente sistema e método tipicamente têm um peso molecular de cerca de 300 a cerca de 50.000 g/mole. Exemplos não limitantes incluem: copolímeros de estireno anídrído maleico, copolímeros de estireno acrílico, poliéster, poliéster-melanina, polivinilpirrolidinona, políetíleno glicóis e éteres dos mesmos, polisulfonas, poliamida, polivinil éteres, oxides de polietileno, copolímeros de estíreno-acrilímída e sais dos mesmos, acrilatos de dimetílamino dietila, copolímeros de acrilatos e metacrilatos de dialquilamino etila com estireno ou vinil éteres, copolímeros de estireno meleimida e sais dos mesmos, copolímeros de estirenoácido maleâmico-alquila e sais dos mesmos, copolímeros de vinil naftaleno com acrilimida ou acrilamida e sais dos mesmos, copolímeros de vinil naftaleno-maleimida e sais dos mesmos, copolímeros de vinil naftaleno-ácido maleârnico, e sais dos mesmos, Se um ligante está em uma forma dispersada de particulado, então ele não é considerado a ser parte do veículo líquido, mas é considerado a ser carregado pelo veículo líquido.

[0034] Como mencionado acima, uma configuração exemplar da presente tinta de jato de tinta inclui um ligante polimérico configurado para reduzir o tempo de secagem da tinta de jato de tinta enquanto mantendo boa densidade óptica da tinta de jato de tinta resultante. De acordo com uma configuração exemplar, o ligante polimérico é um meio-éster de uma resina de estireno anidrido maleico (SMAJ. Como usado aqui e nas reivindicações anexas, o termo "S^A" será usado intercambiavelmente com qualquer copolimero estireno maleico. "ΞΜΑ" também é um nome comercial para copolimeros estireno maleico de Sartomer Company.

[0035] A Fórmula 1 abaixo ilustra uma resina base de SMA. Como ilustrado na Fórmula 1 abaixo, a resina base de ΞΜΑ resulta como uma combinação de uma ou mais moléculas de estireno sendo combinadas com uma molécula de anidrido maleico.

[0036] De acordo com a presente configuração exemplar, o meio-éster de uma resina de estireno anidrido maleico é preparado por esterificação parcial de uma resina base de ΞΜΑ. Em outras palavras, o meio-éster de um estireno anidrido maleico é sintetizado reagindo um álcool com a resina base de ΞΜΑ para formar as ligações éster. Como ilustrado abaixo na Fórmula 2, o meio-éster de uma resina de estireno anidro maleico contém uma combinação de anidrido e funcionalidade mono-éster/écido mono carboxilico. 0 meio-éster de SMA exibe geralmente baixas viscosidades de fundido, reatividade típica da funcionalidade ácido carboxilico, solubilidade melhorada em muitos solventes orgânicos e propriedades refinadas de tensoativo polimérico, incluindo compatibilidade geralmente melhor com outros tensoativos poliméricos e não poliméricos.

[0037] Como ilustrado na Fórmula 2, o meio-éster de SMA pode variar no número e arranjo dos componentes da molécula.

[0038] Em uma configuração exemplar, R é um alquila, fenila, fenila substituído com alquila, cicloalquila, éter ou mistura dos mesmos, [0039] Em uma outra configuração exemplar, R é um grupo butoxietila.

[0040] Em ainda uma outra configuração exemplar, R é um grupo propila.

[0041] Em ainda uma outra configuração exemplar, "x" pode variar de 1 a 25, "y" pode variar de 0,1 a 9, "z" pode variar de 0,1 a 9, e "n" pode variar de aproximadamente 1 a 25.

[0042] De acordo com uma outra configuração exemplar, "x" pode variar de 2 a 10, "y" pode variar de 0,10 a 2, "z" pode variar de 0,10 a 2, e "n" pode variar de aproximadamente 2 a 10.

[0043] Um número de meio-ésteres de SMA estão comercialmente disponíveis como formas sólidas e/ou em pó e podem ser convertidos em uma solução aquosa com uma base. Graus comerciais disponíveis de meio-ésteres de SMA incluem, mas não estão de nenhum modo limitados a, SMA 1440, 17352, 2625, e 31890. O SMA 1440 e 2625 são meio-ésteres de SMA com 2-butoxil etanol e álcool propílico respectivamente. Os graus comerciais de meio-ésteres de SMA foram testados e comparados como será discutido em detalhes adicionais abaixo.

[0044] Em adição aos meio-ésteres de SMA acima mencionados, o ligante polimérico pode ser pré-aquecido com uma base para produzir a forma de sal do mesmo para auxiliar a dissolução do ligante em veículos aquosos, tais como aqueles usados na presente configuração exemplar. 0 tratamento com base levaria à ruptura da parcela de anidrido e à neutralização dos grupos de ácido carboxílico. Para aplicação em tintas baseadas em solvente, ou em um veículo com baixo teor de água, o meio éster de SMA pode ser usado diretamente sem qualquer prétratamento. As bases para neutralizar meio-ésteres de SMA incluem, mas não estão de nenhum modo limitadas a, hidróxido de metais alcalinos e tetraalquilamônio, carbonato ou bicarbonato de metais alcalinos, e aminas orgânicas. Uma mistura de bases também pode ser usada. Alternativamente, o meio-éster de SMA pode ser adicionado em e dissolver em um veículo líquido contendo uma ou mais das bases mencionadas anteriormente, também levando à ruptura da parcela de anidrido. De acordo com uma configuração exemplar, a forma de sal do meio-éster de SMA é formada combinando o meio-éster de polímero aniônico de SMA com um contra-íon carregado positivamente tal como um íon de amônio (NH4 + ) , íons de lítio (Li+) , íons de sódio (Na+), íons de potássio (K+), íons de rubídio (Rb+), íons de césio (Cs+), e similares.

[0045] De acordo com uma configuração exemplar, a concentração do meio-éster de SMA na tinta preta pigmentada divulgada é de aproximadamente 0,05% a 10% em peso baseado na forma de anidrido ácido de meio-éster de SMA.

Adicionalmente uma concentração do ligante de SMA divulgado pode variar de 0,1 a 5%.

Veiculo de tinta [0046] Adicionalmente, a presente tinta de jato de tinta inclui um veiculo de tinta. De acordo com uma configuração exemplar, o veiculo de tinta pode conter água e cosolventes orgânicos, tensoativos, tamponadores, e/ou outros aditivos funcionais para formar um veiculo liquido.

[0047] As composições de tinta de jato de tinta do presente sistema e método são tipicamente preparadas usando uma formulação aquosa ou veiculo liquido que pode incluir água, co-solventes, tensoativos, agentes tamponadores, biocidas, agentes sequestradores, modificadores de viscosidade, e/ou outros aditivos conhecidos.

[0048] Adicionalmente, ligantes e sólidos podem estar presentes no veiculo de tinta, tal como sólidos de pigmentos e outros sólidos poliméricos. Em um aspecto exemplar do presente sistema e método, o veiculo liquido pode compreender de aproximadamente 7 0 por cento em peso a cerca de 99 por cento em peso da composição da tinta de jato de tinta.

[0049] Como descrito anteriormente, um veiculo liquido pode ser usado para carregar as dispersões de pigmento e o ligante polimérico, bem como outros sólidos que possam estar presentes nas composições de tinta de jato de tinta do presente sistema e método exemplares. Mais especificamente, o veiculo liquido pode incluir água, e de 5 por cento em peso a 35 por cento em peso de teor de solvente orgânico total, junto com outros componentes líquidos opcionais.

[0050] Com relação ao teor de co-solvente, os cosolventes para uso no presente sistema e método incluem, mas não estão de nenhum modo limitados a, álcoois alifáticos, álcoois aromáticos, dióis, glicóis, imidazóis, pirrolidinonas, glicol éteres, poli(glicol) éteres, glicerina, ésteres, organosulfóxidos, sulfonas, derivados de álcool, celosolve, derivados de éter, amino álcoois, e/ou cetonas. Por exemplo, os co-solventes podem incluir, mas não estão de nenhum modo limitados a, álcoois alifáticos primários de 30 carbonos ou menos, álcoois aromáticos primários de 30 carbonos ou menos, álcoois alifáticos secundários de 30 carbonos ou menos, álcoois aromáticos secundários de 30 carbonos ou menos, 1,2-dióis de 30 carbonos ou menos, 1,3-dióis de 30 carbonos ou menos, 1,5-dióis de 30 carbonos ou menos, etileno glicol alquil éteres, propileno glicol alquil éteres, poli(etileno glicol)alquil éteres, homólogos superiores de poli (etileno glicol)alquil éteres, poli(propileno glicol)alquil éteres, homólogos superiores de poli(propileno glicol)alquil éteres, lactamas, formamidas substituídas, formamidas não substituídas, acetamidas substituídas, e acetaminas não substituídas. Exemplos específicos de co-solventes que podem ser empregados na prática do presente sistema e método incluem, mas não estão limitados a, 1,5-pentanodiol, 2-pirrolidona, propileno glicol n-butil éter, etileno glicol 1 Lipônico, etileno glicol 7 Lipônico, 2-metil-2,4-pentanodiol, 2-metil-l,3-propanodiol, 2-etil-2-hidroximetil-l,3-propanodiol, dietileno glicol, 3-metoxibutanol, e 1,3-dimetil-2-imidazolidinona. Os cosolventes podem ser adicionados para reduzir a taxa de evaporação de água na tinta para minimizar entupimento ou modificar outras propriedades da tinta tais como viscosidade, pH, tensão superficial, densidade óptica, e qualidade de impressão, entre outras.

[0051] Vários agentes tamponadores também podem ser opcionalmente usados nas composições de tinta de jato de tinta do presente sistema e método. Agentes tamponadores típicos podem incluir, mas não estão de nenhum modo limitados a, "tamponadores biológicos" baseados em orgânicos que têm sido amplamente usados nas ciências químicas e biológicas ou tamponadores inorgânicos. Adicionalmente, os tamponadores empregados devem prover um pH variando de cerca de 6 a cerca de 10 na prática do presente sistema e método, preferivelmente cerca de 7,5 a cerca de 9,5. Se usados, os agentes tamponadores tipicamente compreendem menos que aproximadamente 10 por cento em peso da composição da tinta de jato de tinta.

[0052] Em um outro aspecto exemplar do presente sistema e método, vários biocidas podem ser usados para inibir o crescimento de microorganismos indesejáveis. Vários exemplos de biocidas adequados incluem, mas não estão de nenhum modo limitados a, sais de benzoato, sais de sorbato, produtos comerciais tais como NUOSEPT (Nudex, Inc., uma divisão de Huls América), UCARCIDE (Union Carbide), VANCIDE (RT Vnderbilt Co.), e PROXEL (ICI Américas) e outros biocidas conhecidos. Tipicamente, tais biocidas compreendem menos que cerca de 5 por cento em peso da composição da tinta de jato de tinta e frequentemente de cerca de 0,05 por cento em peso a cerca de 2 por cento em peso.

[0053] Tradicionalmente, tensoativos têm sido adicionados a tintas TIJ por um número de razões. Por exemplo, tensoativos podem ser adicionados a tintas TIJ para modificar as propriedades da tinta em uma interface incluindo, mas de nenhum modo limitados a, melhorar as qualidades de umedecimento, suspender partículas, controlar espuma, e/ou modificar viscosidade. Entretanto, a inclusão de níveis tradicionais de tensoativos frequentemente resultou em baixa densidade óptica sobre o meio impresso, resposta de frequências de disparo indesejáveis, qualidade de impressão pobre, e problemas de impacto ambiental. Entretanto, devido à performance superior do meio-éster acima mencionado de ligante polimérico de SMA, a porção de tensoativo da tinta de jato de tinta é usada em um nível significativamente reduzido ou até mesmo eliminada na tinta pigmentada preta divulgada, se comparado com tintas TIJ tradicionais. Esta redução em tensoativos geralmente leva a impacto ambiental relativamente melhorado, melhor capacidade material, e confiabilidade de impressão intensificada.

Tintas coloridas [0054] Em adição aos componentes acima mencionados da presente tinta de jato de tinta, a presente tinta de jato de tinta também pode incluir qualquer número de tintas coloridas. Como um resultado do meio-éster dos ligantes de SMA na formulação de tinta preta, excelente sangria de preto para cor e performance halo são alcançadas apesar das tintas coloridas conterem uma quantidade reduzida de ou nenhum agente reativo. A redução destes produtos químicos reativos nas tintas coloridas melhora o impacto ambiental, intensifica confiabilidade e performance de impressão, e provê mais flexibilidade de formulação para as tintas coloridas.

EXEMPLO

[0055] O exemplo seguinte ilustra as configurações do sistema e método que são presentemente melhor conhecidas. Entretanto, deve ser entendido que o seguinte é somente exemplar ou ilustrativo da aplicação dos princípios do presente sistema e método. Numerosas modificações e composições, métodos e sistemas alternativos podem ser previstos por aqueles experientes na técnica sem se desviar do espírito e escopo do presente sistema e método. As reivindicações anexas são intencionadas a cobrir tais modificações e arranjos. Portanto, embora o presente sistema e método tenham sido descritos acima com particularidade, o exemplo seguinte fornece detalhes adicionais em conexão com as que são presentemente consideradas a ser as mais práticas e preferidas configurações do presente sistema e método.

[0056] De acordo com o presente exemplo, um conjunto de tintas foi formulado usando os componentes ilustrados na Tabela 1 abaixo. As tintas contêm 0 e aproximadamente 5 0,8% de resinas base de SMA ou meio-ésteres de SMA.

Tabela 1 [0057] De acordo com o presente exemplo, as resinas base de SMA ou meio-ésteres de SMA ilustrados na Tabela 2 foram incorporadas na formulação de tinta mostrada na Tabela 1. A Tabela 2 também ilustra o peso molecular e número ácido das resinas base de SMA ou meio-ésteres de SMA.

Tabela 2 [0058] Quando incorporados na formulação de tinta acima mencionada, os SMAs se comportaram como um tensoativo redü2indo a tensão superficial da tinta. Os meio-ésteres de SMA, isto é, SMA 1440 e SMA 2625, são ainda mais efetivos do que suas resinas base.

[0059] Uma vez que as formulações de tinta foram preparadas, elas foram carregadas em penas térmicas de jato de tinta e impressões decap voando foram executadas para medir o número de "ebulições" para a recuperação, impressões de sangria foram executadas, impressões para tempo de secagem e densidade óptica/durabilidade foram executadas em 8 gotas por 300 dpi [pontos por polegada] , e medições de tempo de secagem foram executadas com um rolete rastreador e dedo sujador em 5, 7 e 9 segundos após impressão. Para os testes acima mencionados, até cinco mídias lisas diferentes foram usadas e os resultados seguintes foram relatados como médias.

[0060] A figura 2 ilustra os resultados das impressões decap. Comparada com a tinta de controle (sem ligante), a adição de ligantes poliméricos SMA 1440 e SMA 1000 não rompeu a performance de decap.

[0061] As figuras 3 e 4 ilustram graficamente OS resultados dos testes de sangria e impressão halo acima mencionados para tintas contendo aproximadamente 0, 8% de ligante. Como ilustrado nas figuras 3 e 4, os placares estão graduados em uma escala de 0-5 com 0 o pior e 5 o melhor. Comparadas com a tinta de controle, todas as tintas contendo SMA/meio-éster exibiram sangria e halo grandemente melhoradas. Os meio-ésteres de SMA normalmente tiveram um placar de sangria e halo muito melhor do que uma resina de base SMA.

[0062] A figura 5 ilustra a performance de densidade óptica das tintas de teste. Adicionalmente, a performance de resistência à água das tintas de teste está ilustrada na Figura 5. Os resultados ilustrados na figura 5 indicam que enquanto SMA 100 proporciona uma OD mais alta que a tinta de controle, sua performance de durabilidade, medida como resistência à água, é fraca. Os meio-ésteres (SMA 1440 e SMA 2625) proporcionam OD similar àquela do controle e resistência à água aceitável (<0,05).

[0063] A Tabela 3 abaixo lista tempos de secagem para as tintas acima mencionadas contendo aproximadamente 0,8% de SMA e meio-ésteres de SMA. Similar aos placares de sangria, a adição de meio-ésteres de SMA melhora significativamente os tempos de secagem.

Tabela 3 [0064] Em conclusão, o exemplo acima mencionado ilustra um número de benefícios que podem ser providos pelo presente sistema e método exemplares, de acordo com uma configuração exemplar. Mais especificamente, a tinta de jato de tinta preta pigmentada divulgada tem um tempo de secagem melhorado enquanto mantendo alta densidade óptica e boa qualidade de impressão sobre papel liso poroso. Adicionalmente, a tinta de jato de tinta preta pigmentada divulgada tem excelente imprimibilidade, performance de disparo, e confiabilidade em uma pena térmica de jato de tinta. 0 polímero de SMA divulgado também permite a flexibilidade de formulação de usar quantidade reduzida de ou nenhum tensoativo ou agentes de penetração na tinta preta pigmentada, reduzindo assim o custo global da tinta e reduzindo impacto ambiental. 0 polímero de meio-éster SMA divulgado no sistema de tinta de jato de tinta também melhora a performance de sangria e halo quando imprimindo contra tintas coloridas baseadas em corantes. Finalmente, a superior performance do sistema de tinta divulgado permite a redução ou eliminação de agentes ativos nas tintas coloridas melhorando assim o impacto ambiental do produto e flexibilidade na formulação de tinta colorida.

[0065] A descrição precedente foi apresentada somente para ilustrar e descrever configurações exemplares do presente sistema e método. Ela não é intencionada a ser exaustiva ou a limitar o sistema e método a qualquer forma precisa divulgada. Muitas modificações e variações são possíveis à luz dos ensinamentos acima. É intencionado que o escopo do sistema e método sejam definidos pelas reivindicações seguintes.

REIVINDICAÇOES

Claims

1. Tinta, caracterizada pelo fato de compreender: um veículo jateável; uma pluralidade de pigmentos sólidos autodispersados no citado veículo jateável; e um ligante polimérico, que é um meio-éster de estireno anidrido maleico (SMA) dispersado no citado veículo jateável.

2. Tinta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o meio-éster de SMA ter a estrutura onde x é de 1 a 25; y é de 0,1 a 9; x é de 0,1 a 9; n é de 1 a 25; R é um grupo alquila, fenila, fenila substituído com alquila, cicloalquila, éter, butioxietila ou propila ou misturas dos mesmos; e em que o meio-éster de SMA têm um peso molecular de 300 a 50.000 g/mole.

3. Tinta, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de x ser de 2 a 10; y ser de 0,1 a 2; z ser de 0,1 a 2; e n ser de 2 a 10.

4. Tinta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de adicionalmente compreender um contra-ion configurado para formar um sal com o citado meio-éster de SMA.

5. Tinta, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de o citado contra-ion compreender um de um ion de sódio, um ion de potássio, um ion de litio, um ion de rubidio, um ion de césio, ou um ion de amônio.

6. Tinta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o citado meio-éster de SMA compreender entre 0,05% a 10,0% em peso da citada tinta (160).

7. Tinta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o citado veiculo jateável compreender: um co-solvente orgânico; um tensoativo; e um tamponador.

8. Sistema para imprimir imagens sobre um substrato, caracterizado pelo fato de compreender: uma tinta jateável (160); e um cabeçote de impressão carregado com a tinta jateável (160); sendo que a tinta jateável (160) inclui um veiculo jateável, uma pluralidade de sólidos de pigmentos autodispersados no veiculo jateável, e um meio-éster de estireno anidrido maleico (SMA) dispersado no veiculo jateável.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracte r i zado pelo fato de o citado meio-éster de ΞΜΑ ter a estrutura: onde x é de 1 a 25; y é de 0,1 a 9; z é de 0,1 a 9; n é de 1 a 25; R é um grupo alquila, fenila, fenila substituído com alquila, cicloalquila, ou um éter.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a citada tinta jateável (160) adicionalmente compreender um contra-íon configurado para formar um sal com o citado meio-éster de ΞΜΑ.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o citado meio-éster de SMA compreender de 0,05% a 10,0% em peso da citada tinta jateável (160) .