BRPI0712624A2

BRPI0712624A2 - composição fotossensìvel tendo um componente de emulsão e um componente sensibilizador, processo para a preparação de uma composição fotossensìvel e uso de uma composição fotossensìvel

Info

Publication number: BRPI0712624A2
Application number: BRPI0712624-7A
Authority: BR
Inventors: Vittorio Beretti; Angela Lostritto; Maurizio Stefano Galimberti; Franco Fattorini
Original assignee: Kiian S P A
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2007-09-07
Publication date: 2012-10-16
Also published as: WO2009031174A1; EP2185976B1; CN101512436A; PT2185976E; ES2421748T3; EP2185976A1; JP2010538334A; AR068358A1; TW200922986A; KR20100048835A

Abstract

COMPOSIçãO FOTOSSENSìVEL TENDO UM COMPONENTE DE EMULSãO E UM COMPONENTE SENSIBILIZADOR, PROCESSO PARA A PREPARAçãO DE UMA COMPOSIçãO FOTOSSENSìVEL E USO DE UMA COMPOSIçãO FOTOSSENSìVEL. Uma composição fotossensível inclui poli (álcool vinílico) (PVA), uma ou mais resinas sintéticas, pelo menos um agente reticulador para o PVA, e um componente sensibilizador, pelo menos um agente gelificante e pelo menos um composto orgânico fotossensível escolhido de sais de diazónio. A composição é adequada para a produção de cilindros de impressão rotativa, em particular no campo têxtil.

Description

"COMPOSIÇÃO FOTOSSENSIVEL TENDO UM COMPONENTE DE EMULSÃO E UM COMPONENTE SENSIBILIZADOR, PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE UMA COMPOSIÇÃO FOTOSSENSÍ VEL E USO DE UMA COMPOSIÇÃO FOTOSSENSÍVEL".

A presente invenção relaciona-se com composições fotossensíveis contendo poli(álcool vinílico) e seu uso em processos de impressão. Mais especificamente, a invenção relaciona-se com composições fotossensíveis baseadas em poli(álcool vinílico) (PVA) para a preparação de cilindros de impressão rotativos intencionados principalmente, mas não exclusivamente, para a impressão de tecidos.

Composições fotossensíveis são amplamente usadas para a preparação de cilindros e clichês para impressão rotativa; elas compreendem resinas que, devido à ação dos chamados compostos fotossensíveis, se polimerizam quando expostas à luz com comprimento de onda adequado, em geral luz ultravioleta. Expondo à luz UV somente a parte do suporte sobre o qual a composição fotossensível foi aplicada, somente a parte exposta é polimerizada e a parte não polimerizada pode ser subseqüentemente removida do suporte para produzir uma área de entintamento. Composições contendo poli(álcool vinílico) (PVA) usadas no campo de impressão de produtos têxteis são conhecidas em particular. Na impressão rotativa, a matriz de impressão usada, isto é o suporte sobre o qual o desenho a ser impresso sobre o tecido é criado, consiste de um cilindro de metal micro-perfurado. Os micro-furos têm a função de permitir a tinta dentro do cilindro passar através deles.

0 cilindro é primeiramente termoformado para garantir que a seção seja perfeitamente circular, então desengraxado (com sabões) para limpar a superfície para facilitar a perfeita adesão da composição fotossensível que é então aplicada. O papel da composição fotossensível é fechar seletivamente alguns furos do cilindro de modo a permitir a passagem de tinta a partir do interior do cilindro para o exterior somente via os furos não fechados que constituem o desenho de impressão. Na impressão têxtil rotativa, existem tantos cilindros quantas cores a serem depositadas sobre o tecido.

De acordo com a técnica conhecida, uma composição fotossensível para a preparação de cilindros para impressão têxtil rotativa consiste de dois componentes, um componente sendo representado pela emulsão e o outro pelo sensibilizador. A mistura dos dois componentes produz a composição fotossensível usada para a preparação do cilindro.

Após misturar os dois componentes por meio de um raspador, a composição fotossensível é espalhada sobre o cilindro que preenche os micro-furos. Esta operação é executada verticalmente por meio de um movimento de cima para baixo ou vice-versa, a uma velocidade entre 15" e .90" por metro.

0 cilindro é então secado em um forno de ventilação forçada por 1 hora a uma temperatura entre 2 5 e 35°C. Quando o cilindro com a emulsão está seco e substancialmente livre de umidade, ele é gravado com uma fonte de luz ultravioleta, colocando o desenho a ser reproduzido entre a luz e o cilindro, ou por meio de um filme fotográfico ou espalhando cera usando a tecnologia de jato de tinta.

Após a irradiação com a luz ultravioleta, a emulsão que estava protegida da radiação (pelo filme fotográfico ou a cera) é removida lavando com água a temperatura ambiente. Para proporcionar ao cilindro as características finais de resistência químio-mecânica, necessária para a fase de impressão, ele é tratado por 1 hora a uma temperatura de .180-200°C.

Após o tratamento, a emulsão é insolúvel em tanto água quanto solventes orgânicos, devido à reticulação que ocorreu entre as resinas, e portanto se torna inerte com relação aos componentes das pastas e tintas impressas. Abaixo está uma composição em peso de porcentagens 35% a 55% 10% a 25% 10% a 25% 10% a 25% 0,1 % a 1% 0 , 5 % a 5% 10% a 20%

típicas dos vários compostos que formam a composição fotossensível:

Componente A - componente baseado em PVA e resinas Solução de poli(álcool vinilico) (PVA) em água 35% a 55% Solução de resina epóxi em solvente

Uréia-formaldeido ou resina de benzoguanamina Resina de alquila em solvente Pigmento

Aditivos (agentes antiespumante-distensores- umidificantes

Componente B - componente sensibilizador Dicromato de sódio ou potássio ou amônio Água 8 0% a 90%

O Componente B (componente sensibilizador) é adicionado 15 ao Componente A (emulsão/solução de resinas em água) em uma razão entre 7 e 15% em peso e pref erivelmente o Componente B é 10% em peso do Componente A.

O poli(álcool vinilico) atua como um agente emulsificante e colóide protetor. As resinas sintéticas poliméricas têm a função de tornar a emulsão resistente à impressão, após tratamento em alta temperatura.

A função do composto de cromo é oxidar o poli(álcool vinilico) e formar um complexo com o próprio poli (álcool vinilico) que deste modo é reticulado pelo cromo e portanto se torna insolúvel. A eficiência do composto de cromo para reticulação do poli(álcool vinilico), e portanto para sua insolubilidade, é conhecida, e o citado composto é usado por esta razão. A técnica conhecida descrita acima tem o problema, entretanto, de alta toxicidade do cromo hexavalente que foi reconhecido como um agente carcinogênico para o homem. Este fato resulta em uma série de problemas com o manuseio da composição fotossensível (A+B) e com o descarte da composição lavada do cilindro ou outros suportes, recipientes e equipamentos após a irradiação com luz UV. Adicionalmente, as limitações derivadas do uso de cromo têm restringido substancialmente o uso da composição baseada em PVA discutida acima para impressão rotativa de produtos têxteis.

O objetivo da presente invenção é resolver o problema acima e prover uma composição fotossensível que possa ser usada sem envolver uma substância tóxica como cromo hexavalente.

Um outro objetivo da presente invenção é simplificar o ciclo de produção para a realização dos cilindros para impressão têxtil rotativa.

Estes objetivos são atingidos por meio da presente invenção, a qual se relaciona com uma composição fotossensível contendo poli(álcool vinílico), caracterizada de acordo com a reivindicação 1. A invenção adicionalmente relaciona-se com um processo para a preparação da composição fotossensível discutida acima, como reivindicada na reivindicação 15, e o uso da citada composição de acordo com as reivindicações 16 e .17 .

Surpreendentemente foi descoberto que é possível eliminar o dicromato da formulação da composição fotossensível e substituí-lo com três compostos diferentes, dois dos quais formam um novo "Componente Β" , obtendo assim composições fotossensíveis que atingem os objetivos técnicos para impressão rotativa. Na presente invenção, a eliminação dos compostos de cromo foi obtida via o uso da seguinte formulação para o "componente B".

- composto orgânico fotossensível;

- agente gelificante; e

- agente reticulador de poli(álcool vinílico) .

O composto de cromo foi portanto substituído com uma mistura dos seguintes ingredientes: agente gelificante, composto orgânico fotossensível. O terceiro componente necessário para substituir o dicromato é um agente reticulador para o poli(álcool vinílico), que é adicionado ao "Componente A". Os três ingredientes devem ser usados juntos, isto é, todos os três devem estar presentes na formulação final. O agente reticulador para o PVA se liga, quando quente, ao PVA e reduz significativamente sua solubilidade. Os compostos adequados são, por exemplo, melaminas alquiladas, isto é melaminas metiladas, butiladas, isobutiladas. Exemplos de compostos adequados são metoximetil-metilolmelamina (Cymel 385 por Cytec). Outros compostos adequados são as imino melaminas; resina uréica alquilada, metilada, butilada, por exemplo: isobutoximetil metilol uréia (Cymel UI20E por Cytec), resina benzoguanamina por exemplo (Cymel 1123 por Cytec); compostos de glicoluril, por exemplo tetrametilol glicoluril (Cymel 1172 por Cytec). 0 agente reticulador preferido é iso-butoximetil metilol uréia.

O agente gelificante durante a reação de reticulação proporciona ao sistema a insolubilidade necessária para suportar a ação de deterioração da impressão. O agente preferido é sulfato de alumínio. 0 composto orgânico fotossensível tem a função de tornar a composição fotossensível â luz ultravioleta e portanto permitir o endurecimento da composição fotossensível, o que ocorrerá seletivamente somente nos furos expostos â luz.

Compostos orgânicos fotossensíveis adequados são SBQ, sulfatos diazo e fosfatos diazo, se necessário em combinação com cloreto de cobalto ou zinco. O agente preferido é representado quimicamente por um sulfato diazo. Uma mistura destes sais também pode ser usada. Os compostos de sulfato diazo são obtidos por condensação a quente da diazo difenilamina com HCHO em ácido sulfúrico e têm um número CAS 414 32-19-3.

Exemplos adicionais de compostos adequados para a invenção estão listados abaixo na Tabela 1 com seu nome comercial e nome do fornecedor. Tabela 1

<table>table see original document page 7</column></row><table> De acordo com um aspecto preferido da invenção, a composição fotossensível considera as seguintes porcentagens em peso da composição final, isto é a composição a ser aplicada ao cilindro:

Solução de poli(álcool vinilico) em água 25% a 60% Solução de resina epóxi em solvente polar 10% a 25% Resina alquídica 5% a 20% Agente reticulador para PVA 5% a 20% Agente gelificante 0 , 2 % a 3% Modificador de pH 0,5 % a 5% Composto orgânico fotossensível 0,3 % a 2%

O modificador de pH é preferivelmente um tamponador de bicarbonato ou, alternativamente, um sal básico de metal alcalino e tem a função de manter o pH da composição final em um valor neutro ou levemente básico, no intervalo entre 6,5 e 8,0, pref erivelmente 6,5 e 7,5. Neste pH, o tempo usável da composição é melhorado, alcançando 7 dias com relação às 12 horas das composições baseadas em dicromato conhecidas. Em comparação com a formulação de cromo, o agente gelificante no fim seria supérfluo, o sal de diazônio não pode ser usado uma vez que ele interferiria com o cromo e o agente reticulador seria claramente supérfluo uma vez que a função é executada pelo cromo.

A invenção tem várias vantagens com relação à técnica

conhecida.

Primeiramente ela permite composições sem cromo serem usadas, com todas as conseqüentes vantagens ambientais, adicionalmente ela permite uma resina reticulada ser obtida capaz de prover áreas de entintamento (e impressão) muito precisas que são resistentes às tintas usadas e ao desgaste do processo de impressão. Uma vantagem inesperada é o aumento considerável em tempo usável da composição fotossensível pronta para uso, isto

é obtida misturando os componentes AeB antes da

irradiação com luz UV. Foi descoberto que o tempo usável do produto final aumenta de aproximadamente 1 dia (24 horas) para 15 dias e que o tempo usável de um cilindro provido com uma camada da composição fotossensível, antes da exposição à luz UV7 aumenta de aproximadamente 12 horas para 7 dias.

Preferivelmente, na composição da invenção, extraído do peso total da composição final, o poli(álcool vinílico) está na forma de uma solução em água de 12% a 35% e a citada solução está presente em uma faixa entre 25% e .70%, preferivelmente entre 35% e 60% e mais pref erivelmente entre 45% e 55%; a resina epóxi está na forma de uma solução em solvente orgânico de 60% a 8 0% e a citada solução está presente em uma faixa de 10% a 25%, pref erivelmente de 15% a 25% e mais pref erivelmente de .18% a 22%; a resina alquídica está na forma de uma solução em solvente orgânico de 40% a 60% e a citada solução está presente em uma faixa de 5% a 20%, preferivelmente de 5% a 16%; o agente reticulante está em uma faixa de 3% a 2 0%, pref erivelmente de 5% a 15%; o agente gelificante está em uma faixa de 0,1% a 2%, preferivelmente de 0,2% a 1%; o modificador de pH está em uma faixa de 0,5% a 5%, pref erivelmente de 2% a 4%; a água desmineralizada está em uma faixa de 3% a 2 0%, preferivelmente 7% a 15%; o composto orgânico f otossensível está em uma faixa de 0,1% a 2%, preferivelmente 0,2% a 1%.

Exemplo 1 - Composição de referência (técnica conhecida)

Os ingredientes seguintes são colocados em um vaso de 250 ml um após o outro, a temperatura ambiente, agitando continuamente a mistura que se forma (as quantidades estão indicadas em gramas):

Poli(álcool viniílico) 18-881 50

Água 10

.4 0 gramas de uma mistura consistindo dos ingredientes seguintes são adicionados à mistura acima:

Resina epóxi2 2 0

Resina de benzoguanamina-formaldeido3 10 Resina de uretano alquila4 10 Suspensão de sílica5 Pigmento azul6

Agente ativo superficial fluorado7

.1,5 .0,4 .0,1

Os produtos usados estão listados aqui com referências: .1) Solução a 15% em água de MOwiol 18-88 (Clariant)

.2) Solução a 75% em xileno de Epikote 1001 (Shell)

.3) Maprenal MF 980/62B (Vianova Resins)

.4) Solução a 50% de Uralac OR 318X50 (DSM) em xileno

.5) Sillitin Z (Spica): mistura de sílica e caolita; 10 suspensão a 60% em H2O

.6) Pasta de água Blu neoprint LBS (Lamberti) com pigmento azul

.7) Fluorolink 7005 (Solvay Solexis). Agente ativo superficial de fluoropoliéter não iônico.

.10 gramas de uma solução de dicromato consistindo de 1 grama de dicromato de potássio em 9 gramas de água são então adicionados à mistura do exemplo de referência. Exemplo 2 - Composição da invenção Como no Exemplo 1, os ingredientes seguintes são colocados em um vaso de 250 ml um após o outro, a temperatura ambiente, agitando continuamente a mistura que se forma (as quantidades estão indicadas em gramas). Poli(álcool vinílico) 18-881 50

Água 10

.40 gramas de uma mistura consistindo dos ingredientes seguintes são adicionados ao acima: Resina epóxi2 2 0

Agente reticulador3 10

Resina de uretano-alquila4 10

Suspensão de sílica5 1,5

Pigmento azul6 0,4

Agente ativo superficial fluorado7 0,1

Os materiais usados estão indicados abaixo com os correspondentes números de referência: .1) Solução a 15% em água de MOwiol 18-88 (Clariant)

.2) Solução a 75% em xileno de Epikote 1001 (Shell)

.3) Iso-butoximetil metilol uréia, Cymel UI 20E (Cytech)

4) Solução a 50% de Uralac OR 318X50 (DSM) em xileno

5) Sillitin Z (Spica): mistura de sílica e caolinita; suspensão a 60% em H2O

6) Pasta de água Blu neoprint LBS (Lamberti) com pigmento azul

7) Fluorolink 7005 (Solvay Solexis). Agente ativo superficial de fluoropoliéter não iônico. .5,9 gramas de uma solução aquosa consistindo dos seguintes são então adicionados à mistura do exemplo da invenção, novamente a temperatura ambiente e sob agitação contínua:

Sulfatos diazo 0,4

Sulfato de alumínio 0,5 Água 5

Os sulfatos diazo usados são um ou mais sais de diazônio; em particular o produto da condensação do sulfato de diazofenilamina com formaldeido (HCHO) em ácido sulfúrico e o produto da condensação do sulfato de diazofenilamina (HCHO) em ácido fosfórico.

Comparação de resultados

A comparação entre algumas características importantes das composições obtidas de acordo com os Exemplos 1 e 2 é dada abaixo na Tabela 2.

Tabela 2

<table>table see original document page 11</column></row><table> Em adição às várias vantagens intrinsecamente conectadas com a eliminação do cromo, pode ser notado que a composição da invenção também tem um tempo usável significativamente mais longo comparado com a técnica anterior.

Com as composições dos Exemplos 1 e 2, duas séries de cilindros de impressão rotativa foram produzidos tendo as características dadas abaixo na Tabela 3. Tabela 3 .

<table>table see original document page 12</column></row><table>

A escala de valores varia de 1 (muito fraco) a 5 (excelente).

A Tabela 4 seguinte mostra formulações adicionais de composições de acordo com a técnica anterior (exemplo de referência 3) e de acordo com a presente invenção. Tabela 4

1a ETAPA PREPARAÇÃO DA EMULSÃO

<table>table see original document page 13</column></row><table>

2a ETAPA TÉRMINO

<table>table see original document page 13</column></row><table>

(1) Melamina alquilada (Cymel 3 85)

(2) Composto glicoluril (Cymel 1172)

(3) Resina uréica (UI 20 E)

(4) FSPO Sulfato diazo + cloreto de zinco como agente complexador

(5) FSCO Sulfato diazo + cobalto como agente complexador As composições acima foram usadas para produzir cilindros

de impressão de acordo com o exemplo seguinte.

Exemplo 7. Produção de cilindros micro-perfurados para

impressão têxtil rotativa

O sensibilizador diazo, diluído previamente com água desmineralizada de acordo com a segunda etapa listada acima, é adicionado à emulsão obtida na primeira etapa. Para 1 kg de emulsão, 4 g de diazo + 5 g de sulfato de alumínio + 91 g de água desmineralizada devem ser adicionados. Misturar até que totalmente homogeneizado, então diluir com água desmineralizada até que a mistura seja trazida para a viscosidade de aplicação, geralmente correspondendo a um teor de água de 5% a 10%, e então deixar a descansar por umas poucas horas (geralmente pelo menos 4 horas) para permitir a dispersão do ar incorporado durante a agitação, antes de proceder com a aplicação no cilindro.

A mistura fotossensível preparada como acima (emulsão + diazo + água desmineralizada) pode ser usada dentro de 15 dias a partir da data de preparação.

A emulsão é aplicada do modo conhecido, por exemplo com um raspador, sobre o cilindro com um movimento de cima para baixo ou vice-versa, a uma velocidade entre 15" e .90" por metro. Com o movimento de baixo para cima, a velocidade é 15"/m e com movimento de cima para baixo a velocidade é entre 60" e 90"/m.

O cilindro revestido como acima é deixado a secar em um forno de ventilação forçada a uma temperatura entre 25 e .35 ℃por aproximadamente 1 hora.

Os cilindros preparados deste modo podem ser processados como descrito abaixo, também depois de uma semana. Quando o cilindro com a emulsão está livre de umidade, ele pode ser gravado com uma fonte de luz ultravioleta, colocando o desenho a ser reproduzido entre a luz e o cilindro, ou por meio de um filme fotográfico ou pulverização de cera via um sistema de jato de tinta. A exposição dura geralmente 5' quando usando um filme fotográfico e uma lâmpada de xenônio, e 3'-4' quando usando cera/sistema de jato de tinta e lâmpada alógena. Após a exposição à luz UV (2) , a emulsão, que estava protegida da irradiação da luz pelo negativo fotográfico ou a cera, é removida lavando com água a temperatura ambiente.

Após a remoção, usando água, da emulsão não endurecida pela luz, a emulsão deixada sobre o cilindro é finalmente endurecida (polimerização) colocando-a em um forno a uma temperatura de 180-200°C por 1 hora. Esta operação torna a emulsão completamente insolúvel e dá a ela a resistência químio-mecânica necessária para impressão.

Os cilindros assim obtidos de acordo com a invenção mostraram que eles possuem propriedades melhoradas com relação à referência, análogos àquelas mostradas pela composição fotossensível do exemplo 2.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Composição fotossensível tendo um componente de emulsão e um componente sensibilizador, sendo que o citado componente de emulsão inclui poli(álcool vinílico) (PVA) e uma ou mais resinas sintéticas, caracterizada pelo fato de o citado componente sensibilizador compreender pelo menos um agente reticulador para o PVA, pelo menos um agente gelificante e pelo menos um composto orgânico fotossensível.

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o citado agente reticulador para o PVA consistir de iso-butoximetil metilol uréia.

3. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de o citado agente reticulador para o PVA estar presente em uma porcentagem em peso de 5% a 20%.

4. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizada pelo fato de o citado agente gelificante consistir de sulfato de alumínio.

5. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizada pelo fato de o citado agente gelificante estar presente em uma porcentagem em peso de 0,2% a 3%.

6. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizada pelo fato de o citado composto orgânico fotossensível consistir de um ou mais sais de diazônio.

7. Composição, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de o citado composto orgânico fotossensível compreender o produto da condensação da diazo difenilamina com HCHO em ácido sulfúrico.

8. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizada pelo fato de o citado composto orgânico fotossensível estar presente em uma porcentagem em peso de 0,3% a 2%.

9. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizada pelo fato de o poli(álcool vinílico) estar presente como uma solução contendo de 12% a 35% de PVA em água e estar presente em uma porcentagem em peso entre 25% e 70% em peso da composição.

10. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a citada uma ou mais resinas sintéticas incluírem pelo menos uma solução de 60% a 80% em peso de uma resina epóxi em solvente polar.

11. Composição, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de a citada solução de resina epóxi em solvente polar estar presente em uma porcentagem em peso de 10% a 25% do componente da emulsão.

12. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a citada uma ou mais resinas sintéticas incluírem pelo menos uma resina alquila.

13. Composição, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de a citada resina alquila estar presente em uma porcentagem em peso de 5% a 2 0% do componente da emulsão.

14. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 13, caracterizada pelo fato de adicionalmente compreender um tamponador para manter o nível de pH entre 6,5 e 8,0.

15. Processo para a preparação de uma composição fotossensível, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 14, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de acrescentar adicionalmente, a um componente de emulsão contendo PVA e resinas, os seguintes componentes: pelo menos um agente reticulador para PVA, pelo menos um agente gelificante para PVA e um sal de diazônio funcionando como um composto orgânico fotossensível.

16. Uso de uma composição f otossensível, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de ser para a produção de cilindros de impressão rotativa.

17. Uso, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de os citados cilindros de impressão serem usados para a impressão de produtos têxteis.