ES2232086T3 - Tinta con pigmento de alta resolucion para impresora de chorro de tinta por impulsos. - Google Patents

Tinta con pigmento de alta resolucion para impresora de chorro de tinta por impulsos.

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ES2232086T3
ES2232086T3 ES99307038T ES99307038T ES2232086T3 ES 2232086 T3 ES2232086 T3 ES 2232086T3 ES 99307038 T ES99307038 T ES 99307038T ES 99307038 T ES99307038 T ES 99307038T ES 2232086 T3 ES2232086 T3 ES 2232086T3
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Abstract

Una composición adecuada para uso en una impresora de chorro de tinta que comprende: un pigmento, un dispersante, un medio de dispersión y un éter de glicol, y estando esencialmente libre de agua, que se caracteriza en que la mencionada composición comprende: (a) de 20 a 50 por ciento en peso de una dispersión de pigmento, en la que la dispersión de pigmento comprende de 25 a 45 por ciento en peso de un pigmento; de 15 a 45 por ciento en peso de un dispersante polimérico; y de 25 a 45 por ciento en peso de un medio de dispersión, en el que la relación entre pigmento y dispersante polimérico es de 1:1 a 1:0,68, basado en un dispersante neto que contenga el 40% de ingrediente activo; (b) de 10 a 20 por ciento en peso de un éter de glicol; y (c) de 40 a 60 por ciento en peso de un plastificante, en el que el plastificante se selecciona entre alquilbencil ftalato, de manera preferible, butil bencil ftalato, dioctil ftalato, dietil ftalato, dimetil ftalato, di-(2-etilhexil)-adipato, dibutil ftalato, diisobutil ftalato, adipato de diisobutilo, diciclohexil ftalato, tribenzoato de glicerol, benzoato de sacarosa, dibenzoato de polipropilén glicol, dibenzoato de neopentil glicol, isoftalato de dimetilo o una mezcla de los anteriores.

Description

Tinta con pigmento de alta resolución para impresora de chorro de tinta por impulsos.
Campo de la invención
Esta invención se dirige a composiciones de tinta para usar en impresoras de chorro de tinta por impulso o gotas bajo demanda (DOD), y de manera más específica, a tintas basadas en solvente, pigmento y tintes que se formulan para aplicaciones de impresión de alta resolución y bajo esparcimiento como códigos de barras y gráficos sobre sustratos porosos tales como papel Kraft o cartoncillo corrugado y otros materiales porosos tales como bobinas de papel para impresión en off-set. Las tintas de esta invención son también para impresión sobre sustratos no porosos.
Dicha composición de tinta se conoce del Documento WO 96/24642. Comprende un pigmento, un dispersante y un medio de dispersión que incluye un componente de hidrocarburo y un componente polar, por ejemplo éter de glicol.
Antecedentes de la invención
La impresión por chorro de tinta se lleva a cabo descargando gotitas de tinta desde un cabezal de impresión hasta un sustrato. Las gotitas se eyectan a través de orificios o boquillas en el cabezal de impresión y se dirigen al sustrato para formar una imagen sobre él. A diferencia de otros tipos de impresión, no existe contacto entre la impresora y el sustrato en las técnicas de chorro de tinta.
La mayor parte de las impresoras de chorro de tinta conocidas en la técnica pueden clasificarse en dispositivos que pueden ser continuos, térmicos, o de impulso, dependiendo del mecanismo por el que las gotitas de tinta se dirigen al sustrato. En los sistemas de chorro de tinta continua, se eyecta desde una boquilla una corriente de tinta esencialmente ininterrumpida, y se rompe en gotitas. Las gotitas soportan una carga eléctrica, de forma que pueden deflectarse mediante un campo eléctrico aplicado que se modula de acuerdo con la imagen concreta a registrar. El campo eléctrico dirige las gotitas bien hacia el sustrato o a un depósito de recirculación de la tinta. Las tintas empleadas junto con los sistemas de chorro de tinta continua comprenden de manera típica un colorante tal como un tinte o pigmento, un electrolito para facilitar la deflexión de la gotita y un vehículo líquido para disolver o dispersar el colorante y el electrolito. Mientras que el vehículo en muchas tintas del tipo continuo comprende agua, la Patente de los Estados Unidos nº 4.142.905, a nombre de Cooke, describe una composición para tinta sin agua que de manera esencial consiste de un glicol de bajo peso molecular, un electrolito de sal inorgánica, y un tinte que sea soluble en el glicol.
En las impresoras de chorro de tinta denominadas de "impulso" o "gotas a demanda", la formación de la imagen se controla variando el índice de energización de un transductor piezoeléctrico en lugar de mediante la modulación de un campo eléctrico. La tinta se almacena en el cabezal de impresión o boquilla hasta que sea necesaria para formar una imagen en el sustrato a demanda. A continuación, se activa la impresora para aplicar presión a la tinta y descargar un número seleccionado de gotitas discretas de tinta hacia el sustrato. Estas gotitas de tinta no necesitan soportar una carga eléctrica. De acuerdo con ello, las composiciones de tinta para impulso pueden estar libres de sustancias corrosivas tales como agua y electrolitos que a menudo comprenden las de chorro de tinta.
Sin embargo, las impresoras de chorro de tinta por impulso presentan un número de problemas que no se encuentran en los sistemas de chorro de tinta continua. Por ejemplo, a diferencia de las impresoras de chorro de tinta continua, las impresoras de impulso se mantienen de forma habitual en modo de espera o temporalmente no operativo entre ciclos de impresión. De esta forma, se deja permanecer la tinta y posiblemente solidificar en los orificios de descarga del cabezal de impresión. Las impresoras de impulso inician normalmente un ciclo de impresión con dicho material en su sitio. Muchos de los problemas de arranque que aparecen en las impresoras de impulso se pueden atribuir a la tinta que se ha quedado en los orificios de descarga durante los periodos de espera. Dicho material es un problema menor en los sistemas continuos porque presentan típicamente menos interrupciones en el flujo de tinta. Incluso si la tinta se deja permanecer y solidificar, es más fácil de purgar debido a las presiones considerablemente más elevadas a las que operan las impresoras de chorro de tinta continua. De acuerdo con ello, las tintas del tipo impulso deben formularse de manera especial para minimizar los problemas de arranque.
Se conocen en la técnica numerosas composiciones de tinta para impresoras de chorro de tinta de impulso. Sin embargo, muchas de estas tintas no son adecuadas para aplicaciones de impresión de códigos de barras sobre sustratos porosos, no porosos, o fibrosos. Como apreciarán aquellos expertos en la técnica, una tinta aplicada a un sustrato tal como papel tenderá a migrar o mechar a lo largo de las fibras del papel hasta que las fuerzas de mechado se contrarrestan por la viscosidad de la tinta. La extensión en la que la tinta mecha dependerá de su viscosidad y de la porosidad del sustrato. Cuando se emplean sustratos muy porosos tales como papel Kraft o cartoncillo corrugado, muchas tintas tienden a mechar excesivamente, dando como resultado imágenes impresas borrosas y mal definidas. Una solución para obtener imagines más netas y bien definidas implica el uso de una composición de tinta que se evapore rápidamente. Sin embargo, la evaporación rápida de la tinta tipo impulso a menudo ocasiona la obturación de los orificios de descarga durante los periodos de espera. Más aún, tales composiciones de evaporación rápida son menos deseables porque habitualmente contienen compuestos orgánicos volátiles (COV) que pueden ser dañinos para el medio ambiente y la salud de los seres humanos. Otra solución para obtener imágenes impresas más limpias y mejor definidas implica el uso de un pigmento como colorante en lugar de un tinte. Cuando se usan pigmentos como colorantes, el tamaño de partícula empleado debe ser lo suficientemente pequeño para alcanzar un rendimiento fiable en el cabezal de impresión. Las dispersiones de pigmentos basados en agua que se conocen en la técnica satisfacen las necesidades de rendimiento en el cabezal de impresión; sin embargo, la fiabilidad de estas dispersiones en la presente aplicación es desconocida. Además, para dispersiones de pigmentos basadas en agua, el estado actual de la técnica limita la frecuencia de impulsión del cabezal de impresión a entre 3 y 8 kHz, dando como resultado una operación de impresión más lenta y engorrosa. Más aún, los sistemas de tinta pigmentada basados en agua tienen dos inconvenientes principales. En primer lugar, no son fiables puesto que tienden a sedimentar durante el almacenamiento y en los depósitos de tinta. En segundo lugar, los sistemas de tinta pigmentada basados en agua
-especialmente cuando el tamaño de partícula de los pigmentos se hace más pequeño- tiende a atrapar más aire, lo que da como resultado un chorro inconsistente de gotitas de tinta.
En algunas aplicaciones, es necesario que la imagen creada por una impresora de chorro de tinta posea un umbral de color relativamente elevado. Por ejemplo, muchos dispositivos de de lectura mediante reconocimiento óptico no pueden leer imágenes a no ser que posean una intensidad de color mínima. Aquellos expertos en la técnica reconocerán que las imagines de código de barras deben tener de forma habitual una buena señal de contraste de impresión (PCS) (de forma preferible mayor de aproximadamente el 90 por ciento) para que pueda leerse de forma automatizada. Sin embargo, muchas de las técnicas conocidas para incrementar la intensidad de color de una tinta -tales como incrementar la concentración del colorante- afectan a menudo de forma adversa propiedades importantes de la tinta tales como viscosidad, tensión superficial, y estabilidad.
Por tanto, existe necesidad de una composición de tinta basada en solvente para chorro de tinta de tipo impulso que sea capaz de producir imágenes nítidas, bien definidas y color intenso tanto sobre sustratos porosos como no porosos.
Resumen de la invención
La presente invención proporciona una composición de tinta de dispersión de base no acuosa para uso en impresoras de chorro de tinta tipo impulso. Las composiciones de tinta comprenden de 20 a 50 por ciento en peso de una dispersión de pigmento. La dispersión de pigmento comprende de 25 a 45 por ciento en peso de un pigmento, tal como negro de humo, de 15 a 45 por ciento en peso de un dispersante polimérico, y de 25 a 45 por ciento en peso de un medio de dispersión. Las composiciones de tinta además comprenden de 10 a 20 por ciento en peso de un éter de glicol y de 40 a 60 por ciento en peso de un plastificante como el que se describe en la reivindicación 1.
La composición de tinta para chorro de tinta de la presente invención mejora la capacidad de almacenar y usar una dispersión de pigmento que se suspende de manera uniforme sin arrastrar una cantidad perjudicial de aire, de forma particular cuando el tamaño medio de partícula del pigmento es inferior a 1,0 micrómetros.
Descripción detallada de los dibujos
El siguiente resumen, así como la siguiente descripción detallada de las formas de realización preferidas, se comprenden mejor cuando se leen junto con los dibujos adjuntos. Los dibujos ilustran las formas de realización preferidas de la invención para ilustrar aspectos de la invención. Sin embargo, la invención no debe considerarse limitada a las formas de realización específicas que se ilustran y describen. En los dibujos:
Las Figuras 1A-E son diagramas de un dispositivo de acuerdo con la presente invención que muestra una señal de ignición que se aplica a una cámara con cabezal de impresión piezoeléctrico, y el movimiento de la tinta en el interior de la cámara en respuesta a la señal;
La Figura 2 ilustra el efecto de un antioxidante sobre las composiciones de tinta de acuerdo con la presente invención; y
La Figura 3 muestra un aparato de impresión por chorro de tinta de impulso que funciona mediante un procedimiento que está de acuerdo con la presente invención.
Descripción detallada de las formas de realización preferidas
La presente invención proporciona composiciones de tinta de dispersión mejoradas para uso en sistemas de chorro de tinta tipo gotas a demanda o impulso. La invención además proporciona composiciones de tinta para chorro de tinta capaces de imprimir texto alfanumérico nítido y bien definido, y códigos de barras con barras estrechas sobre sustratos porosos y no porosos. A lo largo de la descripción, la invención se describe en conexión con una dispersión de pigmento basada en solvente en la que el pigmento disperso es negro de humo. Sin embargo, el pigmento concreto y su color asociado que se describen en el presente documento sólo ilustran la presente invención y no se pretende que constituyan limitaciones. La invención es igualmente aplicable a otros pigmentos, ya que las características de rendimiento que se describen en el presente documento no se afectan de forma adversa. De acuerdo con ello, la invención no debería limitarse al pigmento concreto descrito, puesto que la invención contempla el uso de otros pigmentos.
Tal como se usa en el presente documento, los intervalos numéricos precedidos por el término "aproximadamente" no deben considerarse limitados al intervalo mencionado. En su lugar, debe entenderse que los intervalos numéricos precedidos por el término "aproximadamente" incluyen un intervalo aceptado por aquellos expertos en la técnica para cualquier elemento dado en formulaciones de tinta para chorro de tinta de impulso de acuerdo con la presente invención.
Las composiciones de tinta de dispersión de la presente invención contienen una dispersión de pigmento. La dispersión de pigmento contiene al menos un pigmento, un dispersante polimérico, y un medio de dispersión. De forma preferible, el medio de dispersión es un éster, sin embargo resultan también adecuados otros medios de dispersión reconocidos por aquellos expertos en la técnica, tales como, por ejemplo, un glicol alquil éter, un diol, o a éter de diol.
La dispersión de pigmento está presente en las composiciones de tinta de dispersión de acuerdo con la presente invención en una cantidad de 20 a 50, de forma preferible de 30 a 40, de forma más preferible 40 por ciento en peso.
De acuerdo con la presente invención, el pigmento está presente en la dispersión de pigmento de 25 a 45, de forma preferible 30 a 40, de forma más preferible 35 a 40, la forma más preferible 40 por ciento en peso. El pigmento preferido es negro de humo. Se prefiere además que el pigmento se procese de forma que tenga un tamaño medio de partícula de aproximadamente 0,01 a 5, de forma preferible inferior a 1, la forma más preferible aproximadamente 0,6 o menos micrómetros en la composición final de tinta. De forma preferible, esto se lleva a cabo filtrando la composición de tinta final para chorro de tinta a través de un filtro tal como, por ejemplo, un POLYFLOW® de 0,6 micrómetros (comercialmente disponible de Arbor Tech, Ann Arbor, MI).
La selección del pigmento y su concentración se basa principalmente en su dispersabilidad en la composición de tinta y la intensidad de su color a la luz de la aplicación concreta. El pigmento se selecciona para volver la composición de tinta visible al ojo humano o para un dispositivo automático de recogida de datos tal como un escáner de código de barras u otro tipo de lector óptico de caracteres como los que se especifican en el American Naciónal Standard Institute's Bar Code Print Quality Guideline (ANS X3,182-1990). Dichos dispositivos de lectura óptica por lo general operan en un intervalo de longitudes de onda de entre aproximadamente 400 a aproximadamente 980 nanómetros. De forma preferible, las imágenes producidas por la composición de tinta tienen un contraste de señal impresa mayor de aproximadamente 90 por ciento. Se reconocerá que el contrasté de la señal impresa se determina restando la reflectancia de la impresión de la reflectancia del papel y dividiendo el resultado por la reflectancia del papel. Un pigmento preferido es el negro de humo REGAL 660 (comercialmente disponible de Cabot Corporación, Billerica, Mass.).
El medio dispersante proporciona un ambiente esencialmente no acuoso en el que dispersar el pigmento. El medio de dispersión está presente en la dispersión de pigmento en una cantidad de 25 a 45, de forma preferible de 30 a 40, de forma más preferible 30 a 35 por ciento en peso. Entre los medios de dispersión adecuados se incluyen glicol alquil éteres, dioles, éteres de diol, y ésteres. De forma preferible, el medio de dispersión es un éster. Los ésteres preferidos son ésteres o diésteres de uno o más compuestos químicos diferentes, de bajo peso molecular, tales como, por ejemplo, oxalato de dietilo, oxalato de dibutilo, malonato de dimetilo, malonato de dietilo, malonato de di-tert-butilo, succinato de dimetilo, succinato de dietilo, adipato de dietilo, sebacato de dimetilo, azelato de dietilo, diacetato de metileno, diacetato de etilén glicol, diisobutirato de 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol, y triacetina. El éster preferido es sebacato de dibutilo (di-n-butil éster del ácido n-decanoico), tal como, por ejemplo, UNIFLEX DBS (comercialmente disponible de Union Camp Corporación, Jacksonville, Florida).
El dispersante polimérico está presente en la dispersión de pigmento en una cantidad de 15 a 45, de forma preferible de 20 a 40 por ciento en peso. Los dispersantes poliméricos preferidos son poliuretanos, poliacrilatos, y polímeros de condensación polímero/ácido graso. De forma más preferible, el dispersante polimérico es un polímero de condensación polímero/ácido graso. Lo más preferible, el dispersante polimérico es un polímero de condensación poliamina/ácido graso. El polímero de condensación polímero/ácido graso preferido es SOLSPERSE 13940 (comercialmente disponible de Zeneca, Inc., Wilmington, Delaware).
El dispersante polimérico se selecciona para dispersar de forma efectiva el pigmento. De forma preferible, el dispersante polimérico opera para dispersar el pigmento por adsorción sobre la superficie del pigmento y proporcionar suficiente impedimento estérico para mantener el pigmento disperso. De forma preferible, el dispersante polimérico es también miscible con el medio de dispersión. En relación con esto, la relación de pigmento a dispersante polimérico es crítica para la estabilidad en el almacenamiento y el rendimiento del cabezal de impresión de las composiciones de tinta. De forma preferible, la dispersión de pigmento se prepara de forma que la relación de pigmento a dispersante polimérico es de 1:1 a 1:0,68, de forma más preferible, de 1:0,8 a 1:0,7, lo más preferible, de 1:0,75, basado en un dispersante puro que tenga un 40% de ingrediente activo.
Las composiciones de tinta de dispersión de acuerdo con la presente invención comprenden además de 10 a 20 por ciento en peso de un éter de glicol que tenga un peso molecular inferior a aproximadamente 400. De forma más preferible, el éter de glicol constituye aproximadamente el 19,8 por ciento en peso de la composición de tinta. El éter de glicol debe presentar fase líquida entre aproximadamente 20 y aproximadamente 70ºC, puesto que éste es el intervalo de temperatura en el que las impresoras de chorro de tinta de tipo impulso funcionan habitualmente. El éter de glicol puede comprender uno o mas productos químicamente diferentes, éteres de glicol de bajo peso molecular conocidos en la técnica tales como, por ejemplo, etilén glicol monometil éter, etilén glicol monoetil éter, dietilén glicol monometil éter, dietilén glicol monobutil éter, 1-butoxietoxi-2-propanol, dietilén glicol monoetil éter, etilén glicol monobutil éter, etilén glicol monohexil éter, éteres de fenil glicol, butoxitriglicol, metoxitriglicol, y etoxitriglicol. Se prefieren los polioxietilén glicoles tales como etoxitriglicol y metoxitriglicol. Se prefiere de forma particular el propilén glicol fenil éter (DOWANOL PPh, W.H. Dow Center, Midland, Michigan).
Las composiciones de tinta de dispersión de acuerdo con la presente invención además comprenden de 40 a 60 por ciento en peso de un plastificante que se selecciona entre alquilbencil ftalato, de manera preferible, butil bencil ftalato, dioctil ftalato, dietil ftalato, dimetil ftalato, di-(2-etilhexil)-adipato, dibutil ftalato, diisobutil ftalato, adipato de diisobutilo, diciclohexil ftalato, tribenzoato de glicerol, benzoato de sucrosa, dibenzoato de polipropilén glicol, dibenzoato de neopentil glicol, isoftalato de dimetilo o una mezcla de los anteriores. Se prefiere dibutil ftalato.
Las composiciones de tinta de dispersión que se describen anteriormente están esencialmente libres de agua. Tal como se usa en el presente documento, el término "esencialmente libre de agua" se refiere a una concentración de agua de aproximadamente 0 a aproximadamente 5,0 por ciento en peso.
Es deseable que las composiciones de tinta de la presente invención comprendan además de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 5,0, de forma preferible entre aproximadamente 0,01 y aproximadamente 2,0, de forma más preferible menos de 1,0 por ciento en peso de un antioxidante. De forma preferible, el antioxidante constituye aproximadamente 0,2 por ciento en peso de la composición de tinta de dispersión. El antioxidante se selecciona por su capacidad para mejorar el rendimiento dinámico en el cabezal de impresión. La cavitación es la formación de burbujas de gas en un líquido, y se origina por la presencia de gases disueltos en el líquido. Típicamente, los efectos de la cavitación se complican cuando el fluido concreto a convertir en choro, tal como el que se describe mediante la presente invención, incluye partículas (es decir, el pigmento). Típicamente, las partículas crean más lugares de nucleación para el crecimiento de las burbujas.
En el interior de un dispositivo cabezal de impresión tipo impulso, hay una pieza adherida a una pared de la cámara de líquido se expande y contrae dando lugar a un campo de presión oscilante en el interior de la cámara. Haciendo referencia ahora a las Figs. 1A-1E, una o más gotitas de tinta 14c pueden eyectarse desde las boquillas 12 hacia un sustrato energizando y desenergizando de forma selectiva los transductores piezoeléctricos 13. En las formas de realización preferidas, cada transductor 13 se adhiere a una membrana, sellante, o bien otro tipo de membrana flexible 15a en contacto físico con un volumen de tinta 14a que está contenido en el interior de la cámara 15. Es posible, sin embargo, que el transductor pueda estar en la pared de la cámara. Los transductores se energizan y desenergizan a través de la aplicación de señales de control. Aunque la forma de la onda de la señal de control pueda seleccionares a partir de muchas señales conocidas de ignición de gotitas de tinta, para brevedad y simplicidad de entendimiento, la señal de control de ignición se muestra en la Figura 1A en forma de una onda cuadrada.
La formación de burbujas y la posibilidad de su crecimiento inicial, y su posterior flotación en el campo de presión oscilante reduce de forma significativa el rendimiento del chorro en el cabezal de impresión. La Figura 2 muestra el efecto del antioxidante en la tinta de dispersión. El antioxidante presente en la composición de tinta disminuye el oxígeno disuelto en la tinta, lo que mejora de forma significativa su rendimiento.
De forma preferible, el antioxidante puede comprender uno o más productos químicos distintos, antioxidantes conocidos tales como naftoles, fenoles sustituidos, oximas, y aminas aromáticas. Entre los antioxidantes adecuados se incluyen, por ejemplo, eugenol, hidroquinona, pirocatecol, guaiacol (metil catecol), hidroxitolueno butilado, hidroxianisol butilado, metil etil cetoxima, butilaldoxima, y ciclohexanona oxima. Se prefiere de forma particular la ciclohexanona oxima.
Un proceso preferido de acuerdo con la presente invención se representa en la Figura 3, en la que una o más gotitas (12) de la composición de tinta se eyectan desde los orificios (14) mediante transductores piezoeléctricos que se energizan y desenergizan de forma selectiva (no mostrados) en un cabezal de impresión (10). La operación de los transductores y, por tanto, la eyección de la gotita se controla mediante un procesador (16) tal como un ordenador. Dicho proceso y sistema se describen en la Patente de los Estados Unidos nº 4.646.106, que se incorpora en el presente documento como referencia.
Tras su eyección desde el cabezal de impresión (10), la gotita (12) se dirige a una superficie receptora (21) sobre el sustrato (20) para formar una imagen impresa. La imagen impresa debe ser nítida y bien definida, incluso sobre sustratos porosos tales como papel kraft y cartoncillo corrugado. Se reconocerá que el límite de definición de una letra o carácter impreso producido por una impresora de chorro de tinta puede relacionarse con la capacidad de la impresora para formar puntos de circularidad perfecta o casi perfecta. Se prefiere que las imágenes impresas registrada de acuerdo con la presente invención tengan una circularidad mayor de aproximadamente 0,7, y que dicha que dicha circularidad pueda determinarse según se especifica en la Patente de los Estados Unidos nº 4.361.843 a nombre de Cooke, et al., que se incorpora en el presente documento como referencia.
Numerosos sustratos de impresión tales como papeles, vidrios, metales, y plásticos son conocidos en la técnica por comprender superficies receptoras con las que las gotitas de tinta pueden entrar en contacto. Se reconocerá que los sustratos pueden variar mucho en términos de propiedades fisicoquímicas, tales como lisura, porosidad y tratamiento superficial, y que dichas propiedades fisicoquímicas tendrán gran influencia sobre el procedimiento de impresión y la elección de una composición de tinta. Las composiciones de tinta de la presente invención forman imágenes de códigos de barras nítidas y bien definidas sobre papel kraft, cartoncillo corrugado, y otros sustratos relativamente porosos que tengan una lisura de aproximadamente 300 a aproximadamente 450 unidades Sheffield, de forma preferible entre aproximadamente 345 y aproximadamente 400 unidades Sheffield. En comparación, diferentes composiciones de tinta de la técnica anterior basada en tinte forman imágenes de códigos de barras mal definidos sobre el mismo sustrato poroso.
Se prefiere que los procesos de la presente invención se realicen a temperaturas entre aproximadamente 20 y aproximadamente 70ºC, de forma más preferible entre aproximadamente 30 y aproximadamente 60ºC A estas temperaturas, se pueden obtener viscosidades adecuadas de aplicación de las composiciones de tinta. Se prefiere que la tinta tenga una viscosidad entre aproximadamente 10 y aproximadamente 15 cps a 60ºC.
Se prefiere también que la composición de tinta tenga una tensión superficial de aproximadamente 32 a aproximadamente 38 dinas/cm a 25ºC.
Como se muestra en la Figura 2, el sustrato (20) de forma preferible tiene un componente del movimiento perpendicular a la ruta de la gotita (12). Dicho movimiento relativo se puede producir moviendo el sustrato (20) a través de un cabezal de impresión (10) estacionario, como se muestra en la Figura 2, o moviendo el cabezal de impresión a través de un sustrato estacionario. La precisión y/o claridad de la información registrada puede determinarse de forma opcional leyendo la información con un dispositivo mecánico de recogida de datos (30) colocado corriente arriba del cabezal de impresión (10).
Los objetos, ventajas, y nuevas características adicionales de esta invención resultarán evidentes para aquellos expertos en la técnica tras examinar los siguientes ejemplos, los cuales no se pretende que sean limitantes, y en los que partes y porcentajes son en peso a no ser que se indique otra cosa.
Ejemplo 1
Se fabricó una tinta de dispersión de pigmento mezclando 400 gramos de pigmento negro de humo REGAL 660 (Cabot Corporación, Billerica, Mass.) junto con aproximadamente 300 gramos de sebacato de dibutilo UNIFLEX DBS (Union Camp Corporación, Jacksonville, Florida) y aproximadamente 300 gramos de dispersante polimérico SOLSPERSE 13940 con un 40-45 por ciento de ingrediente activo (Zenica Colors, Inc., Wilmington, Delaware). La relación de pigmento a dispersante polimérico fue 1:0,75. La mezcla se pre-mezcló durante aproximadamente 2 horas con el objetivo de asegurar un correcto mojado del pigmento. A continuación, la dispersión se cargó en un molino con medio que consistía en perlas de dióxido de silicio - circonio de aproximadamente 0,8 a 1,0 milímetros. La dispersión se mezcló a continuación a elevada velocidad en el molino con medio durante aproximadamente 5 horas para conseguir la molienda del pigmento de negro de humo. La dispersión se filtró a continuación a través de un filtro grueso para eliminar el medio para uso posterior. La dispersión de pigmento de este ejemplo resultó muy estable, no presentando gelación ni separación de sólidos, de forma indefinida.
A continuación, se diluyeron aproximadamente 400 gramos de la dispersión anterior bajo agitación con aproximadamente 198 gramos de propilén glicol fenil éter (DOWANOL PPh, W.H. Dow Center, Midland, Michigan) y aproximadamente 400 gramos de dibutil ftalato. Se añadieron a continuación aproximadamente 20 gramos del antioxidante, hidroquinona, y la composición de tinta resultante se mezcló durante aproximadamente 2 horas a temperatura ambiente. La composición de tinta se filtró a continuación en primer lugar a través de un filtro Glass-tech II de 1,0 micrómetros, seguido por filtración a través de un filtro PoliFlow de 0,6 micrómetros. La composición de tinta para chorro de tinta de este ejemplo muestra un rendimiento dinámico excelente, cualidades de impresión excelentes, una deseable viscosidad de aproximadamente 35 cps a aproximadamente 25ºC; una deseable viscosidad de aproximadamente 12 cps a aproximadamente 60ºC; y una tensión superficial de aproximadamente 36 dinas/cm a 25ºC.
Se midió el rendimiento dinámico imprimiendo continuamente códigos de barras durante una hora usando un cabezal de impresión de chorro de tinta por impulso Ultrajet II 352/32 (Trident Internaciónal, Brookfield, Connecticut). Este cabezal de impresión de chorro de tinta por impulso tiene 11 orificios por canal. Tras una hora, se evaluó la calidad de impresión de los códigos de barras. Un orificio cegado o arrastrando aire se manifestará como un defecto visible en el código de barras impreso.
Ejemplo 2
(Ejemplo comparativo)
Se fabricó una tinta de dispersión de pigmento mezclando 400 gramos de pigmento negro de humo REGAL 660 (Cabot Corporación, Billerica, Mass.) junto con aproximadamente 350 gramos de sebacato de dibutilo UNIFLEX DBS (Union Camp Corporación, Jacksonville, Florida) y aproximadamente 250 gramos de dispersante polimérico SOLSPERSE 13940 con un 40-45 por ciento de ingrediente activo (Zenica Colors, Inc., Wilmington, Delaware). La relación de pigmento a dispersante polimérico fue 1:0,62. La mezcla se pre-mezcló durante 2 horas con el fin de asegurar un correcto mojado del pigmento. A continuación, la dispersión se cargo en un molino con medio que consistía en perlas de dióxido de silicio - circonio de aproximadamente 0,8 a 1,0 milímetros. La dispersión se mezcló a continuación a elevada velocidad en el molino con medio durante aproximadamente 5 horas para conseguir la molienda del pigmento de negro de humo. La dispersión se filtró a continuación a través de un filtro grueso para eliminar el medio para uso posterior. La dispersión de pigmento de este ejemplo resultó inestable como ya que se separó pigmento sólido al cabo de una hora.
Ejemplo 3
(Ejemplo comparativo)
Se fabricó una tinta de dispersión de pigmento mezclando 400 gramos de pigmento negro de humo REGAL 660 (Cabot Corporación, Billerica, Mass.) junto con aproximadamente 300 gramos de sebacato de dibutilo UNIFLEX DBS (Union Camp Corporación, Jacksonville, Florida) y aproximadamente 300 gramos de dispersante polimérico SOLSPERSE 13940 con un 40-45 por ciento de ingrediente activo (Zenica Colors, Inc., Wilmington, Delaware). La relación de pigmento a dispersante polimérico fue 1:0,75. La mezcla se pre-mezcló durante aproximadamente 2 horas con el objetivo de asegurar un correcto mojado del pigmento. A continuación, la dispersión se cargo en un molino con medio que consistía en perlas de dióxido de silicio - circonio de aproximadamente 0,8 a 1,0 milímetros. La dispersión se mezcló a continuación a elevada velocidad en el molino con medio durante aproximadamente 5 horas para conseguir la molienda del pigmento de negro de humo. La dispersión se filtró a continuación a través de un filtro grueso para eliminar el medio para uso posterior. La dispersión de pigmento de este ejemplo resultó muy estable, no presentando gelación ni separación de sólidos, de forma indefinida.
A continuación, se diluyeron aproximadamente 400 gramos de la dispersión anterior bajo agitación con aproximadamente 600 gramos de sebacato de dibutilo UNIFLEX DBS (Union Camp Corporación, Jacksonville, Florida). La composición de tinta resultante se mezcló durante aproximadamente 2 horas a temperatura ambiente. La composición de tinta se filtró a continuación en primer lugar a través de un filtro Glass-tech II de 1,0 micrómetros, seguido por filtración a través de un filtro PoliFlow de 0,6 micrómetros. La composición de tinta para chorro de tinta de este ejemplo mostró excelentes cualidades de impresión, sin embargo, se experimentaron problemas de compatibilidad con los componentes del cabezal de impresión. Las viscosidades resultantes fueron de aproximadamente 30 cps a aproximadamente 25ºC; y de aproximadamente 8,5 cps a aproximadamente 60ºC. La tensión superficial fue de aproximadamente 30 dinas/cm a 25ºC.
Ejemplo 4
Se fabricó una tinta de dispersión de pigmento mezclando 400 gramos de pigmento negro de humo REGAL 660 (Cabot Corporación, Billerica, Mass.) junto con aproximadamente 300 gramos de sebacato de dibutilo UNIFLEX DBS (Union Camp Corporación, Jacksonville, Florida) y aproximadamente 300 gramos de dispersante polimérico SOLSPERSE 13940 con un 40-45 por ciento de ingrediente activo (Zenica Colors, Inc., Wilmington, Delaware). La relación de pigmento a dispersante polimérico fue 1:0,75. La mezcla se pre-mezcló durante aproximadamente 2 horas con el objetivo de asegurar un correcto mojado del pigmento. A continuación, la dispersión se cargó en un molino con medio que consistía en perlas de dióxido de silicio - circonio de aproximadamente 0,8 a 1,0 milímetros. La dispersión se mezcló a continuación a elevada velocidad en el molino con medio durante aproximadamente 5 horas para conseguir la molienda del pigmento de negro de humo. La dispersión se filtró a continuación a través de un filtro grueso para eliminar el medio para uso posterior. La dispersión de pigmento de este ejemplo resultó muy estable, no presentando gelación ni separación de sólidos, de forma indefinida.
A continuación, se diluyeron aproximadamente 400 gramos de la dispersión anterior bajo agitación con aproximadamente 198 gramos de propilén glicol fenil éter (DOWANOL PPh, W.H. Dow Center, Midland, Michigan) y aproximadamente 400 gramos de dibutil ftalato. La composición de tinta resultante se mezcló durante aproximadamente 2 horas a temperatura ambiente. La composición de tinta se filtró a continuación en primer lugar a través de un filtro Glass-tech II de 1,0 micrómetros, seguido por filtración a través de un filtro PoliFlow de 0,6 micrómetros. La composición de tinta para chorro de tinta de este ejemplo mostró un pobre rendimiento dinámico sin el antioxidante. La calidad de impresión fue satisfactoria; la viscosidad fue de aproximadamente 13,5 cps a aproximadamente 60ºC; y la tensión superficial fue de aproximadamente 36 dinas/cm a 25ºC.
Los expertos en la técnica apreciarán que se pueden realizar numerosos cambios y modificaciones a las formas de realización preferidas de la invención.

Claims (9)

1. Una composición adecuada para uso en una impresora de chorro de tinta que comprende:
un pigmento, un dispersante, un medio de dispersión y un éter de glicol, y estando esencialmente libre de agua,
que se caracteriza en que
la mencionada composición comprende:
(a) de 20 a 50 por ciento en peso de una dispersión de pigmento, en la que la dispersión de pigmento comprende de 25 a 45 por ciento en peso de un pigmento; de 15 a 45 por ciento en peso de un dispersante polimérico; y de 25 a 45 por ciento en peso de un medio de dispersión, en el que la relación entre pigmento y dispersante polimérico es de 1:1 a 1:0,68, basado en un dispersante neto que contenga el 40% de ingrediente activo;
(b) de 10 a 20 por ciento en peso de un éter de glicol; y
(c) de 40 a 60 por ciento en peso de un plastificante, en el que el plastificante se selecciona entre alquilbencil ftalato, de manera preferible, butil bencil ftalato, dioctil ftalato, dietil ftalato, dimetil ftalato, di-(2-etilhexil)-adipato, dibutil ftalato, diisobutil ftalato, adipato de diisobutilo, diciclohexil ftalato, tribenzoato de glicerol, benzoato de sacarosa, dibenzoato de polipropilén glicol, dibenzoato de neopentil glicol, isoftalato de dimetilo o una mezcla de los anteriores.
2. La composición de la reivindicación 1 en el que el pigmento comprende negro de humo.
3. La composición de la reivindicación 1 o la reivindicación 2 en la que el dispersante polimérico comprende un poliuretano, poliacrilato, polímero de condensación polimérico / ácido graso, o una mezcla de los anteriores.
4. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el medio de dispersión comprende un éster, por ejemplo, oxalato de dietilo, oxalato de dibutilo, malonato de dimetilo, malonato de dietilo, malonato de di-tert-butilo, succinato de dimetilo, succinato de dietilo, adipato de dietilo, sebacato de dimetilo, sebacato de dibutilo, azelato de dietilo, diacetato de metileno, diacetato de etilén glicol, diisobutirato de 2,2,4-trimetil-1,3-pentanediol, triacetina, una mezcla de los anteriores, de forma preferible sebacato de dibutilo.
5. La composición de la reivindicación 4 en el que la dispersión de pigmento comprende de 30 a 40 por ciento en peso del pigmento; de 20 a 40 por ciento en peso del dispersante polimérico; y de 30 a 40 por ciento en peso de éster.
6. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que el éter de glicol comprende propilén glicol metil éter, dipropilén glicol fenil éter, propilén glicol fenil éter, tripropilén glicol fenil éter, etilén glicol fenil éter, dietilén glicol metil éter, trietilén glicol butil éter, propilén glicol n-propil éter, dipropilén glicol n-propil éter, dipropilén glicol n-propil éter, o una mezcla de los anteriores.
7. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que el tamaño medio de partícula del pigmento es inferior a aproximadamente 1,0 \mum, preferiblemente inferior a 0,6 \mum.
8. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que además comprende de 0,01 a 5% en peso, por ejemplo, de hasta 2,0% en peso, de un antioxidante.
9. Un procedimiento para registrar información sobre un sustrato, que comprende eyectar una o más gotitas de la composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores sobre el sustrato, desde una impresora de chorro de tinta por impulso.
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