ES2323091T3

ES2323091T3 - Procedimiento para obtener una pelicula polimerica para la impresion por chorros de tinta con alta resolucion, la pelicula obtenida, un sistema de impresion y un metodo.

Info

Publication number: ES2323091T3
Application number: ES06806450T
Authority: ES
Inventors: Jochen Bossuyt; Olivier Piernot; Marc Fraix; Xavier Lepot
Original assignee: Renolit SE
Current assignee: Renolit SE
Priority date: 2005-10-26
Filing date: 2006-10-21
Publication date: 2009-07-06
Anticipated expiration: 2026-10-21
Also published as: US20090305004A1; US8197920B2; WO2007048548A1; EP1943103B1; EP1780032A1; EP1943103A1; DE602006005511D1; ATE424308T1

Abstract

Procedimiento para mejorar la resolución de la impresión por chorros de tinta de películas poliméricas que comprenden un polímero de base, de acuerdo con el cual un aditivo copolimérico que comprende un grupo polimérico A y un grupo polimérico B se mezcla con el polímero de base, teniendo el grupo A una tensión superficial más baja que la del polímero de base y siendo el grupo B compatible con el polímero de base.

Description

Procedimiento para obtener una película polimérica para la impresión por chorros de tinta con alta resolución, la película obtenida, un sistema de impresión y un método.

El invento se refiere a la impresión por chorros de tinta con alta resolución de películas poliméricas.

La impresión por chorros de tinta es una técnica en la que unas gotitas de tinta son guiadas de una manera controlada directamente sobre la superficie que ha de ser impresa. Esta técnica se presta con facilidad por sí misma al control digital por un ordenador. Al contrario que las técnicas tradicionales de impresión, en las que las formas son puestas en contacto con la película que ha de ser impresa (por ejemplo, a través de cilindros o pantallas), la impresión por chorros de tinta tiene lugar sin ningún contacto entre la máquina impresora y el substrato impreso. La calidad de la impresión obtenida depende por lo tanto directamente de la finura de las gotitas y de la exactitud del control de los chorros de tinta.

Para obtener una buena resolución, es decir una exactitud para suministrar los detalles, es importante que las gotitas de tinta no se diseminen demasiado sobre la película impresa. La relación del diámetro del punto impreso, después de haber secado, al diámetro de la gotita de tinta desde la que éste se había originado (ganancia de punto) debe de ser lo más pequeña que sea posible (ventajosamente debe de estar entre 1,5 y 3), con el fin de obtener una alta resolución. Este problema es particularmente observable cuando se usan unas tintas orgánicas destinadas a la impresión por chorros de tinta, debido a que estas tintas son demasiado fluidas y se diseminan rápidamente.

Un método conocido para reducir la ganancia de punto consiste en favorecer una rápida absorción de la gotita dentro de la película impresa, antes de que la gotita tenga tiempo para diseminarse sobre su superficie. A este fin, es conocido usar unas tintas que disuelven parcialmente a la superficie del polímero impreso. En el caso de películas impresas de un PVC (poli(cloruro de vinilo) por ejemplo, unas tintas, que comprenden cetonas tales como metil hexil cetona o ciclohexanona, causan un rápido hinchamiento de la superficie, que acelera su absorción. Dichas tintas tienen, sin embargo, riesgos debido a que sus vapores son tóxicos. Su uso impone además el recurrir a unos costosos sistemas de protección y ventilación.

Es conocido también mezclar con el polímero de base, que comprende la película impresa, un aditivo que favorece una rápida absorción de la tinta. En el documento de patente alemana DE 19943330 (de Renolit-Werke GmbH), se describe un método para la impresión por chorros de tinta, en el que la película impresa contiene ésteres de celulosas, que comprenden grupos acetilo, propionilo o butirilo. Sin embargo, en este método conocido se requieren importantes cantidades (alrededor de 10-20%) de ésteres, lo que aumenta apreciablemente el costo de la película y tiene efectos desfavorables sobre otras propiedades (p.ej. las propiedades mecánicas) de la película.

El documento de patente japonesa JP 2000 344907 (resumen) se refiere al mejoramiento de las propiedades mecánicas de películas de PVC y propone añadir un elastómero, pero no se debate el problema de la resolución durante la impresión por chorros de tinta.

El documento JP 06 087996 (resumen) se refiere a unas láminas de PVC sensibles a la presión para la impresión por chorros de tinta, no se debate el problema de la resolución.

El documento de patente europea EP 426.482 se refiere al problema de distribuir homogéneamente materiales de carga en forma de partículas. Se describe el uso de un segundo polímero, que tiene una tensión superficial intermedia entre la del material de carga pretendido y la del polímero de base, con lo que el material de carga es encapsulado y al mismo tiempo se establece una fase continua dentro del polímero de base. No se debate la resolución para las películas usadas en la impresión por chorros de tinta.

El invento busca obtener una película polimérica rentable, que pueda ser impresa por impresión por chorros de tinta con alta resolución con unas tintas que estén exentas de disolventes tóxicos.

Consiguientemente, el invento se refiere a un procedimiento para mejorar la resolución de la impresión por chorros de tinta de películas poliméricas, que comprenden un polímero de base, de acuerdo con el cual se mezcla con el polímero de base un aditivo copolimérico que comprende un grupo polimérico A y un grupo polimérico B, teniendo el grupo A una tensión superficial más baja que la del polímero de base y siendo el grupo B compatible con el polímero de base.

Se entiende que el término "película polimérica" significa un producto plano que tiene un espesor por lo menos 100 veces, preferiblemente 1.000 veces, más bajo que sus otras dimensiones. Típicamente, las películas conformes al invento tienen un espesor comprendido entre 20 y 500 micrómetros, una anchura entre 10 y 250 centímetros y una longitud entre 10 y 10.000 metros. Las películas son manipuladas ventajosamente en la forma de rollos. Ellas se producen por ejemplo por extrusión o preferiblemente por calandrado, a partir de una composición que comprende un polímero de base que representa ventajosamente por lo menos un 40% en peso, de modo preferible un 50% y de modo más preferible por lo menos un 60% de la composición. Otros ingredientes de la composición pueden ser: otros polímeros secundarios, diversos aditivos tales como agentes estabilizadores o plastificantes, o materiales de carga tales como sílice y carbonato de calcio, por ejemplo.

De acuerdo con el invento, la película comprende un aditivo copolimérico que comprende un grupo polimérico A y un grupo polimérico B. El grupo A tiene una baja tensión superficial y está destinado a reducir la ganancia de punto de las gotitas de chorros de tinta. El grupo B es compatible con el polímero de base y está destinado a asegurar una buena miscibilidad del aditivo. El aditivo se puede componer de una simple combinación AB de un grupo A y de un grupo B. Sin embargo pueden ser ventajosas unas estructuras más complejas, tales como por ejemplo ABA, BAB, AAB, BBA o ABABA lineales, cíclicas, ramificadas o en estrella. Los grupos B pueden también estar injertados sobre los grupos A, o a la inversa.

Es ventajoso que el aditivo migre lo suficiente hacia la superficie de la película, puesto que es allí donde ella desempeña su función. A este fin se recomienda que su peso molecular global sea más bajo que el del polímero de base. La compatibilidad del grupo B con el polímero de base asegura además una buena adherencia del aditivo a la superficie, y por lo tanto una buena resistencia mecánica de la capa impresa. El peso molecular medio del aditivo es ventajosamente de 500 a 50.000 g/mol, de manera preferible de 1.000 a 8.000 g/mol.

Además, en una variante preferida del procedimiento conforme al invento, el peso molecular medio global del (o de los) grupo(s) A del aditivo está situado entre 40 y 90%, de manera preferible entre 50 y 80%, del peso molecular global del aditivo.

La cantidad del aditivo que está presente en la película depende de diversos factores, de los cuales los más importantes son la tinta usada, el polímero de base y otros diversos constituyentes de la película. Se observó que unas bajas cantidades del aditivo son suficientes en general con el fin de obtener una excelente resolución cuando se imprime por chorros de tinta. En la práctica, se recomienda que la película comprenda de 0,1 a 1 partes en peso de un aditivo por 100 partes en peso de un polímero de base.

De acuerdo con el invento, el grupo A tiene una tensión superficial más baja que la del polímero de base. Se recomienda que esta tensión superficial sea menor que 0,95 veces la del polímero de base. En general, es preferible que su tensión superficial sea menor que 0,9, ventajosamente de 0,8, preferiblemente de 0,7, más preferentemente de 0,6, veces la del polímero de base. Se recomienda, incluso en el caso de unas tintas orgánicas que tengan una muy baja tensión superficial y de unos polímeros de base que tengan una muy alta tensión superficial, que la tensión superficial del aditivo sea menos que 0,5 veces la del polímero de base. La tensión superficial se mide (para todos los valores en este texto) de acuerdo con la norma DIN 53.364.

Con el fin de favorecer la migración superficial del aditivo, se recomienda también que el grupo A sea incompatible con el polímero de base. En algunos casos, puede ser necesario someter la película a un tratamiento superficial, tal como un tratamiento con plasma o en corona con el fin de activar al grupo A y favorecer la migración.

El grupo polimérico B debe de ser compatible con el polímero de base. Por lo tanto, es ventajoso que él se componga originalmente del mismo monómero que el del polímero de base. En general, él diferirá con respecto de éste en el peso molecular, en la naturaleza de los posibles copolímeros y en la estructura de polimerización (estructura grande o ligeramente ramificada, estructura en estrella, etc.).

La elección del polímero de base depende de la aplicación final de la película impresa. El invento es de utilidad particular cuando el polímero de base se escoge entre: un poli(cloruro de vinilo), poliolefinas, un poliestireno, un policarbonato, polimetacrilatos o mezclas de los mismos. Se prefiere un PVC.

En una primera forma de realización recomendada del método, en la que el polímero de base es un poli(cloruro de vinilo), el polímero que comprende un grupo A se escoge entre:

\sqbullet: polímeros olefínicos que tienen una fórmula C_{n}H_{2n} con n de 1 a 12, en que los átomos de hidrógeno pueden ser reemplazados parcial o totalmente por átomos de flúor o por grupos fluoro copolimerizados o injertados; y

\sqbullet: poli(alquilsiloxanos) y sus polímeros o copolímeros injertados.

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Se prefieren los poli(alquil-siloxanos).

En una segunda forma de realización recomendada de este método, el polímero con un grupo B se escoge entre:

\sqbullet: copolímeros de etileno y acetato de vinilo, posiblemente terpolimerizados con una relación ponderal que varia entre 2 y 20% con un monómero que consiste en monóxido de carbono o dióxido de azufre;

\sqbullet: un poli(cloruro de vinilo); y

\sqbullet: ventajosamente unos poliésteres alifáticos, tales como una poli(caprolactona) o un poli(tereftalato de butileno).

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En el procedimiento de acuerdo con el invento, la película puede ser de una única capa. En general, será probable esto cuando se produzca por calandrado. Sin embargo, en una forma ventajosa de realización del invento, la película es de múltiples capas, acomodándose una de sus capas exteriores a la película obtenida por el procedimiento de acuerdo con el invento. En este método de realización, las otras capas pueden componerse total o parcialmente del mismo polímero de base que el de la capa superficial, pero en este caso ventajosamente sin el aditivo copolimérico. Ellas pueden tener también una composición diferente, dependiendo de la función que ellas desarrollen (sustentadora, reforzadora, adhesiva, etc).

En el procedimiento conforme al invento, es particularmente ventajoso producir una película polimérica por calandrado. De hecho, esta técnica de tratamiento hace posible obtener unas películas muy anchas de una manera altamente rentable.

Consiguientemente, el invento se refiere también a una película polimérica calandrada, obtenida por el procedimiento de acuerdo con el invento.

El invento se refiere también a una película polimérica impresa por chorros de tinta, que comprende un polímero de base y un aditivo copolimérico que comprende un grupo polimérico A y un grupo polimérico B, teniendo el grupo A una tensión superficial más baja que la del polímero de base, y siendo el grupo B compatible con el polímero de base.

La película impresa de acuerdo con el invento se acomoda preferiblemente a las películas que se pueden obtener en las formas de realización preferidas del procedimiento conforme al invento.

Además, se ha observado que una composición que comprende un poli(cloruro de vinilo) y un aditivo copolimérico que comprende un grupo polimérico A y un grupo polimérico B, teniendo el grupo A una tensión superficial más baja que la del poli(cloruro de vinilo) y siendo el grupo B compatible con el poli(cloruro de vinilo), da lugar, independientemente de la técnica de tratamiento que se use, a unos productos con una imprimibilidad por chorros de tinta, que sea particularmente mejorada con relación a la de productos que son idénticos pero sin el aditivo.

El invento, por lo tanto, se refiere también a una composición que comprende un poli(cloruro de vinilo) y una aditivo copolimérico que comprende un grupo polimérico A y un grupo polimérico B, teniendo el grupo A una tensión superficial más baja que la del poli(cloruro de vinilo) y siendo el grupo B compatible con el poli(cloruro de vinilo).

En la composición de acuerdo con el invento, es preferible que los grupos A y B del aditivo se acomoden a las variantes preferidas del procedimiento de acuerdo con el invento que se refieren a aquella.

Las películas obtenidas por el procedimiento conforme al invento hacen posible obtener una excelente resolución cuando se imprime por chorros de tinta.

El invento se refiere también a un método de impresión de películas poliméricas, de acuerdo con el cual una tinta es proyectada por chorros de tinta sobre una película polimérica que comprende un polímero de base y un aditivo copolimérico que comprende un grupo polimérico A y un grupo polimérico B, teniendo el grupo A una tensión superficial más baja que la del polímero de base y siendo el grupo B compatible con el polímero de base.

En el método de impresión de acuerdo con el invento, la tinta es ventajosamente orgánica y preferentemente está exenta de disolventes agresivos, tales como metil hexil cetona o ciclohexanona.

En el método de impresión de acuerdo con el invento, la película polimérica se acomoda también preferentemente a las películas que se pueden obtener por las formas de realización preferidas del procedimiento de acuerdo con el invento.

El invento, finalmente, se refiere a un sistema para la impresión por chorros de tinta, que comprende una tinta y una película polimérica que comprende un polímero de base y un aditivo copolimérico que comprende un grupo polimérico A y un grupo polimérico B, teniendo el grupo A una tensión superficial más baja que la del polímero de base y siendo el grupo B compatible con el polímero de base.

En el sistema de acuerdo con el invento, es preferible que la relación de la tensión superficial del polímero del grupo A a la de la tinta esté entre 0,3 y 1,3, de manera preferible entre 0,5 y 1.

En el sistema de acuerdo con el invento, la película polimérica se acomoda también preferentemente a las películas que se pueden obtener por las formas de realización preferidas del procedimiento de acuerdo con el invento.

Los siguientes Ejemplos sirven para ilustrar el invento.

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Ejemplo 1

(Que no es conforme al invento)

Se mezclaron con 100 partes en peso de un poli(cloruro de vinilo) las siguientes: 21 partes de ftalato de dietilo, 3 partes de un aceite de soja epoxidado, 15 partes de dióxido de titanio y 2 partes de un lubricante acrílico. La mezcla resultante fue transformada en una película con un espesor de 100 \mum, luego fue sometida a la impresión por puntos de chorros de tinta, con un diámetro de las gotitas ajustado a 35 \mum, que correspondía a un área de superficie proyectada de aproximadamente 1.000 \mum^{2}. Después de haber secado, los puntos impresos tenían un diámetro de aproximadamente 150 \mum, presentándose una ganancia de punto de 4,2.

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Ejemplo 2

(Que es conforme al invento)

Se siguió el método del Ejemplo 1, excepto que se añadieron a la composición 0,25 partes de un copolímero de poli(caprolactona)/poli(dimetil-siloxano)/poli(caprolactona).

Después de imprimir en las mismas condiciones, los diámetros de los puntos impresos se midieron como de
100 \mum, habiendo una ganancia de punto de 3.

Claims

1. Procedimiento para mejorar la resolución de la impresión por chorros de tinta de películas poliméricas que comprenden un polímero de base, de acuerdo con el cual un aditivo copolimérico que comprende un grupo polimérico A y un grupo polimérico B se mezcla con el polímero de base, teniendo el grupo A una tensión superficial más baja que la del polímero de base y siendo el grupo B compatible con el polímero de base.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que se mezclan de 0,1 a 1 partes en peso de un aditivo por 100 partes en peso de un polímero de base.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que el peso molecular medio global del (o de los) grupo(s) A del aditivo está situado entre 40 y 90%, de manera preferible entre 50 y 80%, del peso molecular global del aditivo.

4. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el polímero de base es un poli(cloruro de vinilo).

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el polímero que comprende un grupo A se escoge entre poli(alquil-siloxanos) y sus polímeros o copolímeros injertados.

6. Procedimiento de cuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el polímero que comprende un grupo B se obtiene originalmente a partir del mismo monómero que el del polímero de base.

7. Composición polimérica que comprende un poli(cloruro de vinilo) y un aditivo copolimérico que comprende un grupo polimérico A y un grupo polimérico B, teniendo el grupo A una tensión superficial más baja que la del poli(cloruro de vinilo) y siendo el grupo B compatible con el poli(cloruro de vinilo).

8. Composición polimérica de acuerdo con la reivindicación 7, en la que se mezclan de 0,1 a 1 partes en peso de un aditivo por 100 partes de un polímero de base.

9. Composición polimérica de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, en la que el peso molecular medio global del (o de los) grupo(s) A del aditivo está entre 40 y 90%, de manera preferible entre 50 y 80%, del peso molecular global del aditivo.

10. Composición polimérica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en la que el polímero que comprende un grupo A se escoge entre poli(alquil-siloxanos) y sus polímeros y copolímeros injertados.

11. Composición polimérica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en la que el polímero que comprende un grupo B se obtiene adicionalmente a partir del mismo monómero que el del polímero de base.

12. Película polimérica obtenida por el procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

13. Película polimérica de acuerdo con la reivindicación 12, en que la película es calandrada.

14. Película polimérica de acuerdo con la reivindicación 12 ó 13, que es impresa por chorros de tinta.

15. Método de impresión por chorros de tinta, de acuerdo con el cual una tinta es proyectada sobre una película polimérica de acuerdo con la reivindicación 12 ó 13.

16. Método de acuerdo con la reivindicación 15, en el que la tinta es orgánica.

17. Sistema para la impresión por chorros de tinta, que comprende una tinta y una película polimérica de acuerdo con la reivindicación 12 ó 13.

18. Sistema de acuerdo con la reivindicación 17, en el que la relación de la tensión superficial del polímero con un grupo A a la de la tinta está situada entre 0,5 y 1.