BRPI0806188B1 - fluido jateável de tinta, tinta para jato de tinta, método para imprimir uma imagem durável e poliuretano modificado com fluoro-diol - Google Patents
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Abstract
fluido jateável de tinta, tinta para jato de tinta, método para imprimir uma imagem durável e poliuretano modificado com fluoro-diol. a presente invenção é projetada no sentido de tintas para jato de tinta, composições de revestimento, métodos para imprimir imagens duráveis e poliuretanos modificados com fluoro-diol. a tinta para jato de tinta pode compreender um veículo líquido, um corante, e um ligante de poliuretano modificado com fluoro-diol tendo um peso molecular médio ponderado de cerca de 3.000 mw a cerca de 180.000 mw, sendo que cada cadeia lateral do ligante tem não mais que 15 substituições fluoro.
Description
"FLUIDO JATEÁVEL DE TINTA, TINTA PARA JATO DE TINTA, MÉTODO PARA IMPRIMIR UMA IMAGEM DURÁVEL E POLIURETANO MODIFICADO COM FLUORO-DIOL".
Antecedentes da invenção À medida que o campo da impressão a jato de tinta se desenvolve, melhorias nas características da impressão tais como acuidade da borda, densidade otica, aderência ao substrato, tempo seco, durabilidade, resistência à água, etc., continuam a ser exploradas. Ao mesmo tempo, enquanto tentando melhorar nestas características, os fluidos do sistema de jato de tinta também devem prover estabilidade de armazenagem a longo prazo e confiabilidade a longo prazo sem significativa corrosão do equipamento ou entupimento de bico. Devido a todos estes objetivos serem difíceis de alcançar, as tintas comerciais para uso em impressoras a jato de tinta frequentemente representam um compromisso em uma tentativa de conseguir pelo menos uma resposta adequada ao atender os objetivos listados acima. Várias substâncias têm sido usadas para formular tintas de jato de tinta e outras soluções de gravação em uma tentativa para atender os objetivos acima e outros. Al-guma-s destas substâncias que têm sido incluídas são pigmentos e/ou tinturas para fornecer cor à imagem, água e/ou solventes orgânicos solúveis ou miscíveis em água para prover uma composição líquida que funcione corretamente dentro de equipamentos de jato de tinta, tensoativos de vários caráteres iônicos para prover tensão superficial reduzida em várias interfaces líquidas, dispersantes para intensificar as características de solubilidade ou dispersão, e vários outros modificadores de características da solução tais como modificadores de viscosidade, ajustadores de pH, antissépticos, antioxidantes, agentes quelantes, biocidas, ou similares. Estes aditivos podem ser usados para conseguir certas metas de impressão tais como aquelas relacionadas com fluxo de tinta, tensão superficial, resistência a riscos, etc. Entretanto, alguns aditivos, apesar deles poderem funcionar bem em certas formulações de tinta, podem provocar a bioacumulação de materiais perigosos para peixes e mamíferos, e portanto, não são particularmente ambientalmente amigáveis.
Descrição detalhada da(s) configuração(ões) preferida(s) Em reconhecimento ao estado corrente da técnica, seria desejável prover novos ligantes, revestimentos, tintas para jato de tinta, e métodos para imprimir imagens duráveis com fluxo e nivelamento melhorados, desaeração, redução da tensão superficial, resistência a riscos melhorada, e/ou melhorada amizade ambiental.
Antes que a presente invenção seja divulgada e descrita, deve ser entendido que esta invenção não está limitada às particulares etapas de processo e materiais divulgados aqui porque tais etapas de processo e materiais podem variar um pouco. Também deve ser entendido que a terminologia usada aqui é usada com o propósito de descrever particulares configurações somente. Os termos não são intencionados a serem limitantes porque o escopo da presente invenção é intencionado a ser limitado somente pelas reivindicações anexas e equivalentes das mesmas.
As formas singulares "um", "uma", e, "o", "a" incluem os referentes plurais a menos que esteja claro que o contexto é de outra forma. Por exemplo, "uma tinta" inclui referência a uma ou mais de tais tintas.
Como usado aqui, "veículo líquido" é definido a incluir composições líquidas que podem ser usadas para carregar corantes para um substrato. Veículos líquidos são bem conhecidos na técnica, e uma ampla variedade de veículos de tintas podem ser usados de acordo com configurações da presente invenção. Tais veículos líquidos podem incluir uma mistura de uma variedade de diferentes agentes, incluindo sem limitações, tensoativos, solventes, cossolventes, tamponadores, biocidas, modificadores de viscosidade, agentes sequestradores, agentes estabilizantes, e/ou água. 0 veiculo liquido também pode carregar outros aditivos tais como particulados de látex e outros polímeros, materiais curáveis por UV, e/ou plastificantes, em algumas configurações. 0 termo "corante" inclui tanto tinturas quanto pigmentos. Uma "tinta" ou "tinta para jato de tinta" se refere a uma composição de solução ou dispersão que pode compreender um veículo líquido e um corante. De acordo com configurações da presente invenção a tinta pode incluir um ligante de poliuretano modificado com fluoro-diol. Em uma outra configuração, uma tinta para jato de tinta pode não incluir o ligante de poliuretano modificado com fluoro-diol, mas o ligante pode ser formulado em uma dispersão ou solução que pode ser aplicada como uma sobrecamada com relação a uma tinta para jato de tinta impressa sobre um substrato de mídia. 0 corante pode ser uma tintura e/ou um pigmento. Pigmentos exemplares incluem aqueles de dispersões de pigmento que incluem um agente dispersante separado, ou alternativamente, pigmentos autodispersados que incluem ligadas ou proximamente associadas pequenas moléculas ou dispersantes poliméricos na superfície dos pigmentos. "Pigmento autodispersado" ou "pigmento autodispersante" se refere a um pigmento fisicamente ou quimicamente ligado a um agente dispersante, tal como um dispersante de molécula pequena ou polimérico. Um pigmento autodispersado pode ser dispersado adequadamente em solução para propósitos de jateamento de tinta e estabilidade de armazenagem sem o auxílio de outros agentes, apesar de que tais agentes podem opcionalmente estar presentes no veículo líquido. 0 termo "poliuretano modificado com fluoro-diol" se refere a ligantes preparados e/ou como descritos de acordo com configurações da presente invenção. É notado que poliuretano é tipicamente sintetizado a partir da reação de isocianato e poliol. Ao invés de somente usar poliol de hidrocarboneto, fluoro-dióis ambientalmente amigáveis podem ser usados ao invés de ou junto com os polióis de hidrocarbonetos. Fluoro-dióis exemplares que podem ser usados incluem aqueles disponíveis sob a marca comercial PolyFox de Omnova, p.ex., PF-636, PF-6320, PF- 656, PF-6520, etc. Estes fluoro-dióis utilizam uma química de cadeia de carbono fluorada mais curta que não tem a desvantagem ambiental de sistemas baseados em fluorotensoativos C8 (ou superiores) convencionais. Materiais fluoro-dióis tipicamente têm uma cadeia lateral de carbono que tem menos que 8 carbonos de comprimento, mas tem tipicamente menos que 4 ou 5 carbonos de comprimento. A estrutura genérica de certos fluro-dióis que podem ser usados na produção de ligantes de poliuretano modificados com fluoro-diol de acordo com configurações da presente invenção é mostrada na fórmula 1, como segue: Fórmula 1 Na fórmula 1, x pode ser de 3 a 50, e Rf pode ser um grupo alquila fluorado (incluindo parcialmente ou completamente) com uma estrutura molecular geral de -CnFYHz, onde nédela7, Yédelal5, eZéde0al5, com a ressalva que Y + Z seja pelo menos 3. Em uma configuração, se Rf for uma cadeia alquila fluorada reta, então Y + Z = 2n + 1. Apesar de não limitante, haverá tipicamente não mais que cerca de 15 substituições fluoro em cada grupo Rf, e frequentemente, não mais que 7, 5, ou ainda não mais que 3 substituições fluoro em algumas configurações. Exemplos de grupos Rf que podem estar presentes incluem CF3, CH2CF3, ou CH2CF2CF3. Adicionalmente, é notado que R3 pode ser -H, -CH3 ou um outro alquila inferior (p.ex., C2-C7) , ou arila. 0 ligante de poliuretano modificado com fluoro-diol pode ser qualquer ligante de poliuretano modificado com fluoro-diol tendo um peso molecular médio ponderado de cerca de 3.000 Mw a cerca de 180.000 Mw, apesar deles terem tipicamente cerca de 3.000 Mw a cerca de 30.000 Mw, ou até mesmo de cerca de 5.000 Mw a cerca de 20.000 Mw. O ligante de poliuretano modificado com fluoro-diol também pode ter um valor ácido de 20 a 200, e mais tipicamente, tem de 40 a 180.
Como usado aqui, uma pluralidade de componentes podem ser apresentados em uma lista comum para conveniência. Entretanto, estas listas devem ser interpretadas, apesar de cada membro da lista estar identificado individualmente, como um membro separado e único. Assim, nenhum membro individual de tal lista deve ser interpretado como um equivalente de facto de qualquer outro membro da mesma lista baseado unicamente em sua apresentação em um grupo comum sem indicações ao contrário.
Concentrações, quantidades, e outros dados numéricos podem ser expressos ou apresentados aqui em um formato de faixa. Deve ser entendido que tal formato de faixa é usado meramente para conveniência e brevidade e portanto deve ser interpretado flexivelmente a incluir não somente os valores numéricos recitados explicitamente como os limites da faixa, mas também a incluir todos os valores numéricos individuais ou subfaixas abrangidos dentro daquela faixa como se cada valor numérico e subfaixa fosse explicitamente declarado. Como uma ilustração, uma faixa numérica de "cerca de 0,01 a 2,0" deve ser interpretada a incluir não somente os valores explicitamente declarados de cerca de 0,01 a cerca de 2,0, mas também incluir valores individuais e subfaixas dentro da faixa indicada. Portanto, incluídos nesta faixa numérica estão valores individuais tais como 0,5, 0,7, e 1,5, e sufaixas tais como 0,5 a 1,7, 0,7 a 1,5, e de 1,0 a 1,5, etc. Este mesmo princípio se aplica a faixas declarando somente um valor numérico. Adicionalmente, tal interpretação deve ser aplicada independente da amplitude da faixa ou das características sendo descritas.
De acordo com isto, uma tinta para jato de tinta pode compreender um veículo liquido, um corante, e um ligante de poliuretano modificado com fluoro-diol tendo um peso molecular médio ponderado de cerca de 3.000 Mw a cerca de 180.000 Mw. Em uma configuração, cada cadeia lateral fluorada do ligante tem não mais que 15 substituições fluoro.
Em uma configuração alternativa, uma composição de revestimento pode compreender um veículo líquido e um poiuretano modificado com fluoro-diol tendo um peso molecular médio ponderado de cerca de 3.000 Mw a cerca de 180.000 Mw. Novamente, em uma configuração, cada cadeia lateral fluorada do ligante tem não mais que 15 substituições fluoro.
Em uma outra configuração, um método para imprimir uma imagem durável pode compreender jatear uma tinta para jato de tinta sobre um substrato de mídia para formar uma imagem impressa. A tinta para jato de tinta pode compreender um ligante de poliuretano modificado com fluoro-diol tendo um peso molecular médio ponderado de cerca de 3.000 Mw a cerca de 180.000 Mw, sendo que cada cadeia lateral fluorada do ligante tem não mais que 15 substituições fluoro. Alternativamente ou adicionalmente, a imagem impressa pode ser sobrerrevestida com uma composição de revestimento compreendendo um ligante de poliuretano modificado com fluro-diol tendo um peso molecular médio ponderado de cerca de 3.000 Mw a cerca de 180.000 Mw, sendo que cada cadeia lateral fluorada do ligante tem não mais que 7 substituições fluoro.
Em uma outra configuração, um poliuretano modificado com fluoro-diol preparado usando pelo menos um fluoro-diol da fórmula 1, onde x é de 3 a 50; Rf é um grupo alquila fluorado com uma estrutura molecular geral de -CnFYHz, onde nédela7, Y é de 1 a 15, eZéde0al5, com a ressalva que Y + Z seja pelo menos 3; e Ri seja -H, -CH3, -alquila ou arila inferior C2-C7.
Em cada uma das configurações acima, se presente, o corante pode ser um corante ou um pigmento (não modificado, moido, autodispersado, etc.)· O ligante de poliuretano modificado por fluoro-diol pode ter um peso molecular médio ponderado de cerca de 3.000 Mw a cerca de 180.000 Mw, de cerca de 3.000 Mw a cerca de 30.000 Mw, ou de cerca de 5.000 Mw a cerca de 20.000 Mw.
Adicionalmente, o poliuretano modificado com fluoro-diol pode ser preparado usando pelo menos um fluoro-diol da fórmula 1 acima, onde x é de 3 a 50; Rf é um grupo alquila fluorado com uma estrutura molecular geral de -CnFYHz, onde n é de 1 a 7, Y é de 1 a 15, e Z é de 0 a 15, com a ressalva que Y + Z seja pelo menos 3; e Ri seja -H, -CH3, -alquila ou arila inferior C2-C7. Exemplos mais específicos de certos grupos Rf da fórmula 1 que podem ser usados incluem grupos alquila fluorados de Ci a C3, ou ainda mais especificamente, CF3, C2F5, CH2CF3, ou CH2CF2CF3. Adicionalmente, x pode ser qualquer número functional de 3 a 50, 3 a 30, 6 a 20, 6, ou 20, por exemplo. O poliuretano modificado com fluro-diol pode ser preparado reagindo um isocianato com o pelo menos um fluoro-diol. Como mencionado, polióis de hidrocarbonetos podem opcionalmente ser correagidos com o isocianato e os fluoro-dióis, ou os fluoro-dióis podem ser reagidos com o isocianato sozinho. Quando incorporado em uma tinta para jato de tinta ou composição de revestimento, a tensão superficial pode ser formulada para ser menor que cerca de 25 dinas/cm, embora isto não seja requerido. Adicionalmente, o ligante de poliuretano pode estar presente na tinta para jato de tinta ou composição de revestimento de cerca de 0,1% em peso a cerca de 10% em peso, apesar de mais tipicamente de 0,2% em peso a cerca de 4% em peso.
Como registrado anteriormente, tintas para jato de tinta que podem ser preparadas e usadas de acordo com configurações da presente invenção podem incluir um veículo líquido e um corante, e opcionalmente, um ligante de poliuretano modificado com fluoro-diol. Alternativamente, o ligante de poliuretano modificado com fluoro-diol pode ser jateado como uma sobrecamada incolor para uma tinta impressa sobre um substrato de mídia. Em uma de qualquer destas configurações, o corante pode ser uma tintura ou um pigmento, tal como ciano, magenta, amarelo, preto, laranja, pink, azul, cinza, etc., tintura ou pigmento. Adicionalmente, a quantidade total de corante pode estar presente na tinta para jato de tinta de 0,5% em peso a 15% em peso, ou qualquer faixa incrementai nela.
Tendo registrado isto, os poliuretanos modificados com fluoro-diol da presente invenção são particularmente úteis com sistemas baseados em pigmento. Se um pigmento é usado, o pigmento pode ser um pigmento standard que é dispersado por um outro aditivo químico, ou pode ser um pigmento autodispersado tendo um grupo químico covalentemente ligado ou fisicamente ligado à superfície do mesmo. Exemplos de tal ligação física ou amarração química podem ser por atração hidrofóbica, associação iônica, ligação covalente, adsorção física, ou outro mecanismo de ligação conhecido. O pigmento pode ser de qualquer cor, e as configurações da presente invenção não estão limitadas a pigmentos específicos. Adicionalmente, os pigmentos podem ser neutros, aniônicos, hidrofílicos, e/ou hidrofóbicos, sem limitações.
Exemplos de pigmentos pretos que podem ser usados incluem pigmentos de carbono. O pigmento de carbono pode ser quase qualquer pigmento de carbono comercialmente disponível que proveja densidade ótica e características de impressão aceitáveis. Os pigmentos de carbono adequados para uso na presente invenção incluem, sem limitações, negro de fumo, grafite, carbono vítreo, carvão vegetal, e combinações dos mesmos. Tais pigmentos de carbono podem ser fabricados por uma variedade de métodos conhecidos tais como um método de canal, um método de contato, um método de forno, um método de acetileno, ou um método térmico, e estão comercialmente disponíveis a partir 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, sem limitações, pigmentos Cabot tais como MONARCH 1400, MONARCH 1300, MONARCH 1100, MONARCH 900, MONARCH 880, MONARCH 800, MONARCH 700, CAB-O-JET 200, e CAB-O-JET 300; pigmentos Columbian tais como RAVEN 7000, RAVEN 5750, RAVEN 5250, RAVEN 5000, e RAVEN 3500; pigmentos Degussa tais como Color Black [cor preta] FW 200, RAVEN FW 2, RAVEN FW 2V, RAVEN FW 1, RAVEN FW 18, RAVEN S160, RAVEN FW S170, Special Black [preto especial] 6, Special Black 5, Special Black 4A, Special Black 4, PRINTEX U, PRINTEX 140U, PRINTEX V, e PRINTEX 140V, e TIPURE R-101 disponíveis de Dupont. A lista acima de pigmentos inclui particulados de pigmentos não modificados, particulados de pigmentos ligados de moléculas pequenas, e particulados de pigmentos dispersados com polímero.
Uma ampla variedade de pigmentos coloridos podem ser usados com a presente invenção, portanto a listagem seguinte não é intencionada a ser limitante. Os seguintes pigmentos de cor estão disponíveis de Cabot Corp.: CABO-JET 250C, CABO-JET 260M, e CABO-JET 270Y. Os seguintes pigmentos de cor estão disponíveis de BASF Corp.: PALIOGEN Orange [laranja], HELIOGEN Blue [azul] L 6901F, HELIOGEN Blue NBD 7010, HELIOGEN Blue K 7090, HELIIOGEN Blue L7101F, PALIOGEN Blue L 6470, HELIOGEN Green [verde] K 8683, e HELIOGEN Green L 9140. Os pigmentos seguintes estão disponíveis de Ciba-Geigy Corp.: CHROMOPHTAL Yellow [amarelo] 3G, CHROMOPHTAL Yellow GR, CHROMOPHTAL Yellow 8G, IGRAZIN Yellow 5GT, IGRALITE Rubine 4BL, MONASTRAL Magenta, MONASTRAL Scarlet [escarlate], MONASTRAL Violet [violeta] R, MONASTRAL Red [vermelho] B, e MONASTRAL Violet Maronn [marrom violeta] B. Os pigmentos seguintes estão disponíveis de Heubach Group: DALAMAR Yellow YT-858-D e HEUCOPHTAL Blue G XBT-583D. Os pigmentos seguintes estão disponíveis de Hoechst Specialty Chemicals: Permanent Yellow [amarelo permanente] GR, Permanent Yellow G, Permanent Yellow DHG, Permanent Yellow NCG-71, Permanent Yellow GG, Hansa Yellow RA, Hansa Brilliant Yellow [amarelo brilhante] 5GX-02, Hansa Yellow-X, NOVOPERM Yellow HR, NOVOPERM Yellow FGL, Hansa Brilliant Yellow 10GX, Permanent Yellow G3R-01, HOSTAPERM Yellow H4G, HOSTAPERM Yellow H3G, Hostaperme Orange GR, HOSTAPERM Scarlet GO, e Permanent Rubine F6B. Os seguintes pigmentos estão disponíveis de Mobay Corp.: QUINDO Magenta, INDOFAST Brilliant Scarlet, QUINDO Red R6700, QUINDO Red R6713, e INDOFAST Violet. Os seguintes pigmentos estão disponíveis de Sun Chemical Corp.: L74-1357 Yellow, L75-1331 Yellow, e L75-2577 Yellow.
Exemplos de polímeros dispersantes que podem ser usados incluem resina(s) polimérica(s) solúvel (is) em água, desde que a(s) resina(s) funcione(m) para estabilizar e/ou dispersar o pigmento em solução (ligado ou não ligado). Uma resina polimérica que pode ser usada inclui aquelas tendo um peso molecular médio ponderado em uma faixa de 1.000 Mw a 30.000 Mw, ou qualquer faixa incrementai nela. Por exemplo, em uma configuração mais detalhada, o polímero pode ter um peso molecular médio ponderado em uma faixa de 3.000 Mw a 10.000 Mw. Especificamente, a resina pode ser um polímero, polímero em blocos, copolímero em blocos, copolímero em triblocos, copolímero de enxerto, copolímero randômico, ou similares. Adicionalmente, o polímero pode incluir um ou mais monômeros com características tais como hidrofílico, hidrofóbico, neutro, catiônico, aniônico, anfotérico, e combinações das mesmas. Monômeros exemplares que podem ser usados para formar tais polímeros e copolímeros incluem, sem limitações, estireno, derivados de estireno, vinilnaftaleno, derivados de vinilnaftaleno, ésteres de álcool alifático, de ácidos carboxílicos α-, β- etilenicamente insaturados, ácido acrílico, derivados de ácido acrílico, ácido maleico, derivados de ácido maleico, ácido itacônico, derivados de ácido itacônico, ácido fumárico e derivados de ácido fumárico, e similares, e combinações dos mesmos.
Exemplos de tinturas aniônicas adequadas incluem um grande número de tinturas de ácido solúvel em água e diretas. Exemplos específicos de tinturas aniônicas incluem Direct Yellow [amarela direta] 86, Acid Red 249 [vermelha ácida] 249, Direct Blue 199, Direct Blue 168, Reactive Black [preta reativa] 31, Acid Yellow 23, Reactive Red 180, Acid Red 52, Acid Blue 9, Direct Red 227, Acid Yellow 17, Direct Blue 86, Reactive Red 4, Reactive Red 56, Reactive Red 31, e Direct Yellow 132; Aminyl Brilliant Red F-B (Sumitomo Chemical Co.); a linha Duasyn de tinturas "sem sal" disponíveis de Hoechst; misturas das mesmas; e similares. Exemplos adicionais incluem Bernacid Red 2BMN, Pontamine Brilliant Bond Blue A, BASF X-34, Pontamine, Food Black [preta alimentícia] 2, Levafix Brilliant Red E-4B (Mobay Chemical), Levafix Brilliant Red E-6BA (Mobay Chemical), Pylam Certified D&C Red #28 (Acid Red 92, Pylam), Direct Brill Pink B Ground Crude [bruto moído Pink B de brilho direto] (Crompton & Knowles), Cartasol Yellow GTF Presscake (Sandoz, Inc.), Tartrazine Extra Cone. (FD&C Yellow #5, Acid Yellow 23, Sandoz, Inc.), Cartasol Yellow GTF Liquid Special 110 (Sandoz, Inc.), D&C Yellow #10 (Yellow 3, Tricon), Yellow Shade 16948 (Tricon), Basacid Black X34 (BASF), Carta Black 2GT (Sandoz, Inc.), Neozapon Red 492 (BASF), Orasol Red G (Ciba-Geigy), Direct Brilliant Pink B (Crompton-Knolls), Aizen Spilon Red C-BH (Hodagaya Chemical Company), Kayanol Red 3BL (Nippon Kayaku Company), Levanol Brilliant Red 3BW (Mobay Chemical Company), Levadem Lemon Yellow [amarelo limão] (Mobay Chemical Company), Aizen Spilon Yellow C-GNH (Hodagaya Chemical Company), Spirit Fast Yellow [amarelo rápido] 3G, Sirius Supra Yellow GD 167, Cartasol Brilliant Yellow 4GF (Sandoz), Pergasol Yellow CGP (Ciba-Geigy), Orasol Black RL (Ciba-Geigy), Orasol Black RLP (Ciba-Geigy), Savinil Black RLS (Sandoz), Dermacarbon 2GT (Sandoz), Pyrazol Black BG (ICI Américas), Morfast Black Cone A (Morton-Thiokol) , Diazol Black RN Quad (ICI Américas), Orasol Blue GN (Ciba-Geigy), Savinyl Blue GLS (Sandoz, Inc.), Luxol Blue MBSN (Morton-Thiokol) , Sevron Blue 5GMF (ICI Américas), e Basacid Blue 750 (BASF); Levafix Yellow E-GA, Levafix Yellow E2RA, Levafix Black EB, Levafix Black E-2G, Levafix Black P-36A, Levafix Black P-36A, Levafix Black PN-L, Levafix Brilliant Red E6BA, e Levafix Brilliant Blue EFFA, todas disponíveis de Bayer; Procion Turquoise [turquesa] PA, Procion Turquoise HA, Procion Turquoise Ho5G, Procion Turquoise H-7G, Procion Red MX-5B, Proxion Red MX 8B GNS, Procion Red G, Procion Yellow MX-8G, Procion Black H-EXL, Procion Black P-N, Procion Blue MX-R, Procion Blue MX-4GD, Procion Blue MX-G, e Procion Blue MX-2GN, todas disponíveis de ICI Américas; Cibacron Red F-B, Cibracon Black BG, Lanasol Black B, Lanasol Red 5B, Lanasol Red B, e Lanasol Yellow 46, todos disponíveis de Ciba-Geigy; Baslien Black P-BR, Baslien Yellow EG, Baslien Brilliant Yellow P-3GN, Baslien Yellow M-6GD, Baslien Brilliant Red P-3B, Baslien Scarlet E-2G, Baslien Red E-B, Baslien Red E-7B, Baslien Red M-5B, Baslien Blue E-R, Baslien Brilliant Blue P-3R, Baslien Black P-BR, Baslien Turquoise Blue P-GR, Baslien Turquoise M-2G, Baslien Turquoise E-G, e Baslien Green E-6B, todos disponíveis de BASF; Sumifix Turquoise Blue G, Sumifix Turquoise Blue H-GF, Sumifix Black B, Sumifix Black H-BG, Sumifix Yellow 2GC, Sumifix Supra Scarlet 2GF, e Sumifix Brilliant Red 5BF, todos disponíveis de Sumitomo Chemical Company; Intracron Yellow C-8G, Intracron Red C-8B, Intracron Turquoise Blue GE, Intracron Turquoise HA, e Intracron Black RL, todas disponíveis de Crompton and Knowles, Divisão de Tinturas e Produtos Químicos; Pro-Jet 485 (uma cobre-ftalocinina); Magenta 377; misturas das mesmas, e similares. Esta lista é intencionada a ser meramente exemplar, e não deve ser considerada limitante. 0 ligante de poliuretano modificado com fluoro-diol pode facilitar a aderência do corante, particularmente quando o corante é um pigmento, a um substrato. Por exemplo, o poliuretano modificado com fluoro-diol pode ancorar o pigmento ao substrato, ou intensificar a atração eletrostática e interações de vários componentes da tinta para jato de tinta. Adicionalmente, estes poliuretanos modificados com fluoro-diol podem melhorar o fluxo e nivelamento de tintas ou revestimentos onde eles são incorporados, promover a desaeração das tintas, reduzir a tensão superficial, e/ou melhorar a resistência a riscos devido à formação de uma película escorregadia. Por exemplo, tintas ou revestimentos que incluem estes ligantes podem prover espumação e bolhas de ar reduzidas na tinta devido à captura reduzida do componente de poliuretano modificado com fluoro-diol de baixa tensão superficial na formulação da tinta ou revestimento. Isto promove a confiabilidade da arquitetura (caneta) melhorada. Também, devido a sua baixa tensão superficial, tais tintas ou revestimentos são fáceis para umedecer a superfície da mídia de impressão para proporcionar uma imagem que seja pelo menos substancialmente livre de defeitos de qualidade da imagem, p.ex., coalescência reduzida, furo por pinos, etc. Adicionalmente, a natureza escorregadia das imagens impressas resultantes pode melhorar a manuseabilidade das impressões. Adicionalmente, a classe de materiais fluoro usados para produzir estes poliuretanos modificados com fluoro-diol é ambientalmente amigável em que eles têm pouca ou nenhuma bioacumulação em animais.
Com relação aos veículos líquidos e outros aditivos que podem ser incluídos nas formulações e métodos da presente invenção, é entendido que os componentes enumerados são exemplares e não limitam o escopo de componentes de veículos que podem ser usados. Por exemplo, em algumas configurações da presente invenção, pode ser favorável para o veiculo liquido compreender solventes orgânicos solúveis em água ou outros cossolventes, e outros aditivos como parte do meio liquido. 0 restante de qualquer formulação da configuração pode ser água purificada, ou outro componente de veiculo conhecido na técnica.
Os solventes e/ou cossolventes solúveis em água que podem ser usados na presente invenção incluem, mas não estão limitados a, dimetilformamida, dimetilacetamida, acetona, tetrahidrofurano, dioxano, polietileno glicol, polipropileno glicol, etileno glicol, propileno glicol, butileno glicol, 1,2-hexanodiol, trietileno glicol, 1,2,6-hexanotriol, tiodiglicol, hexilenoglicol, dietileno glicol, etileno glicol metil éter, dietileno glicol monometil éter, trietileno glicol monometil éter, etanol álcool isopropilico, álcool n-butilico, álcool isobutilico, glicerol, n-metil-2-pirrolidona, 1,3-dimetilimidazolidinona, trietanolamina, sulfolano, sulfóxido de dimetila, e similares, bem como outras aminas, cetonas, éteres, polialquileno glicóis, alquileno glicóis, éteres de alquila inferior de alcoóis poliidricos, alcoóis monoidricos, e combinações dos mesmos.
Adicionalmente, o veiculo liquido pode compreender umectantes. Umectantes podem estar presentes para reforçar as características de longevidade e solubilidade da solução, que podem ser mantidas por retenção de umidade dentro do veículo líquido. Exemplos de umectantes incluem, mas não estão limitados a, compostos contendo nitrogênio tais como uréia, tiouréia, etileno uréia, alquiluréia, alquiltiouréia, dialquiluréia; açúcares tais como 1-deoxi-D-galactitol, manitol, e inositol, e combinações dos mesmos. Dantocol é um exemplo de um umectante específico que pode ser usado. 0 veículo líquido também pode compreender modificadores de características da solução tais como modificadores de viscosidade, ajustadores de pH, preservantes, vários tipos de tensoativos, antioxidantes, e aceleradores de evaporação. Exemplos de tensoativos que podem ser usados incluem compostos de sal de amina primária, secundária, e terciária tais como sais de ácido clorídrico, sais de ácido acético de laurilamina, amina de côco, esterailamina, amina de breu; compostos tipo sal de amônio quaternário tais como cloreto de lauriltrimetilamônio, cloreto de cetiltrimetilamônio, cloreto de benziltributilamônio, cloreto de benzalcônio, etc.; compostos tipo sal de piridínio tais como cloreto de cetilpiridínio, brometo de cetilpiridínio, etc.; tensoativo não iônico tal como polioxietileno alquil éteres, polioxietileno alquil ésteres, acetileno alcoóis, acetileno glicóis; e outros tensoativos tais como 2-heptadecenil-hidroxietilimidazolina, dihidroxietilestearilamina, estearildimetilbetaina, e laurildihidroxietilbetaina; e combinações dos mesmos. Flurotensoativos também podem ser usados tais como aqueles conhecidos previamente na técnica (incluindo aqueles que podem ou não contribuir para preocupações ambientais) , apesar de que o uso de tensoativos PolyFox pode aliviar estas preocupações se eles forem usados.
Os ajustadores de pH que podem ser usados compreendem agentes base tais como hidróxido de sódio, hidróxido de lítio, carbonato de sódio, carbonato de amônio, acetato sódico de amônia, acetato de amônio, morfolina, monoetanolamina, dietanolamina, trietanolamina, etilmonoetanolamina, n-butildietanolamina, di-n-butiletanolamina, monoisopropanolamina, diisopropanolamina, e triisopropanolamina, e similares bem como combinações dos mesmos. Adicionalmente, os ajustadores de pH também podem compreender agentes ácidos que podem ser selecionados da lista de agentes esmagadores ácidos.
Consistente com a formulação desta invenção, vários outros aditivos podem ser usados para otimizar as propriedades da composição de tinta para aplicações especificas. Exemplos destes aditivos são aqueles adicionados para inibir o crescimento de microorganismos perigosos. Estes aditivos podem ser biocidas, fungicidas, e outros agentes microbianos, os quais são rotineiramente usados em formulações de veículos. Exemplos de agentes microbianos adequados incluem, mas não estão limitados a, Nuosept (Nudex, Inc.), Ucarcide (Union Carbide Corp.), Vancide (R.T. Vanderbilt Co.), Proxel (ICI America), e combinações dos mesmos.
Agentes sequestradores, tais como EDTA (ácido etileno diamina tetra acético) e similares, podem ser incluídos para eliminar os efeitos prejudiciais de impurezas de metais pesados.
Adicionalmente, sólidos (sejam dissolvidos no veículo líquido ou dispersados nele) também podem estar presentes nas formulações da presente invenção, e podem incluir ligantes, particulados de látex, materiais curáveis por UV, plastificantes, pigmentos (outros que o corante), etc.
EXEMPLOS
Ds exemplos seguintes ilustram as configurações da invenção que são presentemente mais conhecidas. Entretanto, deve ser entendido que os seguintes são somente exemplares ou ilustrativos da aplicação dos princípios da presente invenção. Numerosas modificações e composições, métodos, e sistemas alternativos podem ser imaginados por aqueles experientes na técnica sem se desviar do espírito e escopo da presente invenção. As reivindicações anexas são intencionadas a cobrir tais modificações e arranjos. Portanto, embora a presente invenção tenha sido descrita acima com particularidade, os Exemplos seguintes fornecem detalhes adicionais em conexão com as que são presentemente consideradas a ser as mais práticas e preferidas configurações da invenção. Exemplo 1 A um frasco de fundo redondo de 3 gargalos de 1 litro equipado com termômetro, agitador, condensador de água e uma saida de vácuo é adicionado 0,2 mol de um fluoro-diol (PF-636 de Omnova MW = 1038) . A seguir, 0,8 mol de diisocianato de isoforona (IPDI) é adicionado por gotejamento ao frasco da reação contendo o fluoro-diol. A mistura é agitada a 100°C por aproximadamente 3 horas, e então 0,5 mol de ácido dimetilol propiônico (DMPA) e 0,2 mol de Dowanol TPM são adicionados enquanto agitando continuamente e aquecendo a 100°C por adicionais 3 horas. O IPDI livre pode ser monitorado por espectroscopia de infravermelho e um número de onda de pico de absorção de cerca de 2240. Este intermediário viscoso pode ser diluído com acetona e neutralizado com solução aquosa de hidróxido de potássio a 45% para alcançar 95% de ionização estequiométrica baseado no ácido dimetilol propiônico. A acetona pode ser removida aquecendo sob vácuo para preparar uma dispersão aquosa em cerca de 20% de sólidos. É notado que outras porcentagens de teor de sólidos podem ser obtidas de acordo com os princípios dos presentes exemplos, p.ex., 10%, 30%, 50% de sólidos, etc. Exemplo 2 A um frasco de fundo redondo de 3 gargalos de 1 litro equipado com termômetro, agitador, condensador de água e uma saída de vácuo é adicionado 0,1 mol de um fluoro-diol (PF-636 de Omnova MW = 1038) e 0,1 mol de polipropileno glicol (PPG-1K de Aldrich MW = 1000) . A seguir, 0,8 mol de diisocianato de isoforona (IPDI) é adicionado por gotejamento dentro do frasco da reação contendo o fluoro-diol e polipropileno glicol. A mistura é agitada a 100°C por aproximadamente 3 horas, e então 0,5 mol de ácido dimetilol propiônico (DMPA) e 0, 2 mol de Dowanol TPM são adicionados enquanto agitando continuamente e aquecendo a 100°C por adicionais 3 horas. O IPDI livre pode ser monitorado por espectroscopia de infravermelho em um número de onda de pico de absorção de 2240. O intermediário viscoso pode ser diluído com acetona e neutralizado com solução aquosa de hidróxido de potássio a 45% para alcançar ionização estequiométrica de 95% baseado no ácido dimetilolpropiônico. A acetona pode ser removida aquecendo sob vácuo para preparar uma dispersão aquosa em 20% de sólidos. É notado que outras porcentagens de teor de sólidos podem ser obtidas de acordo com os princípios dos presentes exemplos, p.ex., 10%, 30%, 50% de sólidos, etc.
Exemplo 3 A um frasco de fundo redondo de 3 gargalos de 1 litro equipado com termômetro, agitador, condensador de água e uma saída de vácuo é adicionado 0,2 mol de polipropileno glicol (PPG-lK de Aldrich MW = 1000) . A seguir, 0,8 mol de diisocianato de isoforona (IPDI) é adicionado por gotejamento dentro do frasco da reação contendo o polipropileno glicol. A mistura é agitada a 100°C por aproximadamente 3 horas, e então 0,5 mol de um ácido dimetilol propiônico de grupo de carga ácido (DMPA) e 0,2 mol de um capeador de extremidade Dowanol TPM são adicionados enquanto agitando continuamente e aquecendo a 100°C por adicionais 3 horas. O IPDI livre pode ser monitorado por espectroscopia de infravermelho em um número de onda de pico de absorção de 2240. Este intermediário viscoso pode ser diluído com acetona e neutralizado com solução aquosa de hidróxido de potássio a 45% para alcançar ionização estequiométrica de 95% baseado em ácido dimetilol propiônico. A acetona pode ser removida por aquecimento sob vácuo para preparar uma dispersão aquosa em 20% de sólidos. É notado que outras porcentagens de teor de sólidos podem ser obtidas de acordo com os princípios dos presentes exemplos, p.ex., 10%, 30%, 50% de sólidos, etc.
Exemplo 4 0 Exemplo 1 é repetido, exceto que PF-6320, ou PF-6520 (cada um um fluoro-diol de Omnova) é usado ao invés de PF-636.
Exemplo 5 0 Exemplo 2 é repetido, exceto que PF-6320, PF-656, ou PF-6520 (cada um um fluro-diol de Omnova) é usado ao invés de PF-636.
Exemplo 6 Três tintas para jato de tinta são preparadas de acordo com a Tabela 1, como segue: Tabela 1 1 Poliuretano modificado com fluoro-diol dos Exemplos 1, 2 ou poliuretano do Exemplo 3.
Exemplo 7 As três tintas para jato de tinta do Exemplo 6 quando comparadas com uma tinta formulada similarmente sem o ligante de poliuretano exibiram densidade ótica muito similar quando impressas. Portanto, o aditivo de poliuretano não afeta significativamente a densidade da imagem impressa. Entretanto, quando a imagem impressa de cada tinta é deliberadamente lambuzada com 1 passada por um marcador destacador, p.ex., marcador destacador "Faber-Castell" com força para baixo de 300 gramas, o lambuzamento que ocorre é muito mais significativo quando nenhum poliuretano está presente na tinta. Isto pode ser verificado testando a densidade ótica do lambuzamento causado pelo destacador fora da imagem impressa originalmente. A tinta contendo ligante de poliuretano (com ou sem os f luoro-dióis) terá uma densidade ótica mais baixa na porção lambuzada, isto é, menos lambuzamento arrastado é transferido para fora da imagem impressa pelo destacador. Por exemplo, uma tinta com um ligante de poliuretano pode ter uma mOD de cerca de 20-25 na porção lambuzada, enquanto a mOD para a mesma tinta sem o ligante pode ter uma mOD de cerca de 5-10. É notado que o poliuretano do Exemplo 3 não é um poliuretano modificado com fluoro-diol. Embora ligantes de poliuretano mais tradicionais reduzam similarmente lambuzamento como descrito neste Exemplo, existem outras vantagens de usar poliuretanos modificados com fluoro-diol. Por exemplo, incorporando fluoro-dióis no poliuretano (como nos Exemplos 1 e 2), o ligante pode reduzir a tensão superficial da solução de tinta e prover melhorias de performance tais como espumação reduzida e resistência a riscos aumentada. Assim, em uma configuração, para conseguir tensão superficial em uma faixa menor que 25 dinas/cm, os poliuretanos modificados com fluoro-diol dos Exemplos 1, 2, 4 ou 5 podem ser usados.
Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência a certas configurações preferidas, aqueles experientes na técnica apreciarão que várias modificações, mudanças, omissões, e substituições podem ser feitas sem se desviar do espirito da invenção. Deve ser entendido que a presente invenção não está limitada às configurações divulgadas. A invenção é intencionada a cobrir várias modificações e arranjos equivalentes incluídos dentro do espírito e escopo das reivindicações. Portanto, é intencionado que a invenção seja limitada somente pelo escopo das reivindicações seguintes, onde às reivindicações deve ser dada a interpretação mais ampla de modo a abranger todas tais modificações e arranjos equivalentes.
REIVINDICAÇÕES
Claims (13)
1. Poliu reta no modificado com fluoro-diol, caracterizado pelo fato de que é preparado através da reação de pelo menos um fluoro-diol de estrutura: em que x é de 3 a 50; Rf é um grupo alquila fluorado com uma estrutura molecular geral de -CnFvHz, em que n é de 1 a 7, Y é de 1 a 15 eZ é de 0 a 15, com a condição de que Y + Zseja pelo menos 3; e Ri é -H, -CH3, -alquila ou ariia inferior C2-C7, com um isocíanato.
2. Poliu reta no modificado com fluoro-diol de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que tem um peso molecular médio ponderado de 3-000 Mw a 180,000 Mw.
3. Poliuretano modificado com fluoro-diol de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que Rf é CF3, CH2CF3 ou CH2CF2CF3.
4. Poliuretano modificado com fluoro-diol de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que x é de 6 a 20.
5. Poliuretano modificado com fluoro-diol de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ligante de poliuretano modificado com fluoro-diol apresenta um valor de acidez de 20 a 200.
6. Fluido jafeável de tinta, caracterizado pelo fato de que compreende: (a) um veículo liquido; (b) um corante; e (c) um ligante de poliuretano modificado com fluoro-diol, como definido na reivindicação 1, tendo um peso molecular médio ponderai de 3.000 Mw a 180.000 Mw, em que cada cadeia lateral fluo rada do ligante não tem mais do que 15 substituições fluoro.
7. Fluido jateável de tinta de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o ligante de poliuretano modificado com fluoro-diol tem um peso molecular médio podenral de 5.000 Mw a 20.000 Mw.
8. Fluido jateável de tinta de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a referida tinta para jato de tinta tem uma tensão superficial inferior a 25 dinas/cm.
9. Fluido jateável de tinta de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que cada cadeia lateral fluorada do ligante não tem mais do que 7 substituições fluoro.
10. Tinta para jato de tinta, caracterizada pelo fato de que compreende o fluido jateável de tinta, como definido em qualquer uma das reivindicações 6 a 9, e um corante.
11. Tinta para jato de tinta de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o corante é uma tintura.
12. Tinta para jato de tinta de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o corante é um pigmento.
13. Método para imprimir uma imagem durável, caracterizado pelo fato de que compreende jatear uma tinta para jato de tinta sobre um substrato de mídia para formar uma imagem impressa, em que: a) a tinta para jato de tinta compreende um ligante de poliuretano modificado com fluoro-diol, como definido na reivindicação 1, tendo um peso molecular médio ponderai de 3.000 Mw a 180.000 Mw, em que cada cadeia lateral fluorada do ligante não tem mais do que 15 substituições fluoro, oub) a imagem impressa é coberta com uma composição de revestimento compreendendo um ligante de poliuretano modificado com fluoro-diol, como definido na reivindicação 1, tendo um peso molecular médio ponderai de 3.000 Mw a 180.000 Mw, em que cada cadeia lateral fluorada do ligante não tem mais do que 15 substituições fluoro.
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Free format text: EM VIRTUDE DA EXTINCAO PUBLICADA NA RPI 2654 DE 16-11-2021 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDA A EXTINCAO DA PATENTE E SEUS CERTIFICADOS, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013. |