ES2892074T3 - Composición de tinta fotocurable para impresión por chorro de tinta - Google Patents
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Abstract
Una composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz que contiene un componente polimerizable por luz y un iniciador de polimerización por luz, donde: la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz contiene del 70 al 100 por ciento en masa de monómeros monofuncionales con respecto a la masa total del componente polimerizable por luz; los monómeros monofuncionales comprenden: (A) un monómero monofuncional cuyo homopolímero tiene una temperatura de transición vítrea de 20 °C o superior; y (B) un monómero monofuncional cuyo homopolímero tiene una temperatura de transición vítrea inferior a 20 °C; y (A) está contenido del 30 al 90 por ciento en masa y (B) está contenido del 10 al 70 por ciento en masa, con respecto a la masa total del componente polimerizable por luz, donde (A) contiene un monómero de acrilamida y una N-vinil caprolactama, y el monómero de acrilamida está contenido en un 5 por ciento en masa o más y la N-vinil caprolactama está contenida en un 5 por ciento en masa o más, con respecto a la masa total del componente polimerizable por luz, y donde (B) es uno o más de acrilato de bencilo, monómero de acrilato de 2-fenoxietilo con óxido de etileno añadido, acrilato de ciclohexilo, acrilato de etil carbitol y acrilato de tetrahidrofurfurilo.
Description
DESCRIPCIÓN
Composición de tinta fotocurable para impresión por chorro de tinta
Campo técnico
La presente invención se refiere a una composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz y a un método de impresión por chorro de tinta. De manera más específica, esta se refiere a una composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz caracterizada por una buena curabilidad en luz ultravioleta de una fuente de luz de diodo emisor de luz (Light-Emitting Diode, LED), una buena adhesión a una lámina de cloruro de polivinilo y una buena flexibilidad de la película de recubrimiento de tinta.
Técnica anterior
Últimamente, el método de grabación por chorro de tinta se usa cada vez más en la producción de anuncios publicitarios al aire libre a gran escala que requieren un área de imagen grande. En cuanto a los materiales de base de estos anuncios publicitarios, se usan láminas de cloruro de polivinilo que son lo suficientemente tenaces como para soportar el uso al aire libre, tales como las láminas de resina de cloruro de polivinilo puro y las láminas de lona preparadas de materiales compuestos. Asimismo, se proponen composiciones de tinta para impresión por chorro de tinta curables por luz libres de componentes volátiles como tintas para impresión por chorro de tinta usadas para la impresión sobre estas láminas de cloruro de polivinilo.
A fin de hacer que los anuncios publicitarios al aire libre mencionados anteriormente sean resistentes a la intemperie, no solo el material de base, sino también las composiciones de tinta, debe poder formar una película tenaz. Sin embargo, los materiales curables por luz que pueden formar una película tenaz tienden a presentar una menor adhesión al material de base debido a que la película es, generalmente, muy dura. Por consiguiente, se adopta un método de uso de una tinta que contiene, en parte, un componente para disolver el material de base para mejorar la adhesión de estas composiciones de tinta al material de base. Por ejemplo, se propone una tinta de chorro de tinta curable por haz de energía activa para una lámina de cloruro de polivinilo, que contiene, en una relación específica, un compuesto que contiene un enlace doble etilénico que no disuelve el cloruro de polivinilo y un compuesto que contiene un enlace doble etilénico que disuelve el cloruro de polivinilo (N-vinil caprolactama) (consulte la Bibliografía de patentes 1).
Sin embargo, un material impreso fabricado usando tal tinta de chorro de tinta presenta el problema de que, aunque la tinta se adhiere bien a la hoja de cloruro de polivinilo, se produce fácilmente la formación de arrugas (fenómeno de la deflexión del material de base).
Asimismo, el uso de una lámpara de haluro de metal u otra fuente de luz de alta energía tradicional y comúnmente usada para curar imágenes presenta problemas, tales como la producción de ozono, el aumento del tamaño del equipo de irradiación y el acortamiento de la vida útil de la lámpara. Por estas razones, se usan lámparas de diodo emisor de luz (LED) de baja energía como fuentes de luz en los últimos años. Esto da lugar a requisitos en cuanto a la curabilidad, la imprimibilidad (adhesión, mejora de la formación de arrugas) y la seguridad (punto de inflamación, irritabilidad) en las lámparas de LED de baja energía y, por lo tanto, se proponen composiciones de tinta para impresión por chorro de tinta curables por luz que pueden cumplir estos requisitos.
Entre estas composiciones de tinta para impresión por chorro de tinta curables por luz propuestas se encuentran, por ejemplo, una composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz que contiene un pigmento, acrilato de bencilo, N-vinil caprolactama, un compuesto de amina acrilada que tiene dos grupos funcionales polimerizables por luz en la molécula y dos grupos amino en la molécula y un sensibilizador (consulte la Bibliografía de patentes 2) y una composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz que contiene un pigmento, un compuesto que contiene grupos (met)acrilato y éter de vinilo en una cantidad específica de moléculas y una cantidad específica de vinil caprolactama (consulte la Bibliografía de patentes 3).
Sin embargo, estos métodos usan un compuesto polimerizable polifuncional en una gran cantidad y, por lo tanto, producen una película de recubrimiento duro de tinta que tiende a adherirse de manera deficiente al material de base de impresión.
Los documentos EP 2441 808, EP 1911 817, EP 2848 660, EP 2412 769, US 2009/0124720, US 2015/0368493, US 2015/0353751, EP 2 949 710, JP 2013-227515, JP 2012-067178 y JP 2011-052107 se refieren, todos, a composiciones de tinta fotocurables.
Bibliografía de patentes
Bibliografía de patentes 1: patente japonesa abierta a inspección pública n.° 2012-158638
Bibliografía de patentes 2: patente internacional abierta a inspección pública n.° 2010/143738
Bibliografía de patentes 3: patente japonesa abierta a inspección pública n.° 2012-116934
Sumario de la invención
Problemas a resolver mediante la invención
Por consiguiente, un objeto de la presente invención es proporcionar una composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz caracterizada por una buena curabilidad en forma de película delgada en luz ultravioleta, en particular, luz ultravioleta de una fuente de luz de diodo emisor de luz (LED), una buena adhesión a una lámina de cloruro de polivinilo y una buena flexibilidad de la película de recubrimiento de tinta.
Medios para resolver los problemas
La presente invención es (1) una composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz que contiene un componente polimerizable por luz y un iniciador de la polimerización por luz, donde la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz contiene del 70 al 100 por ciento en masa de monómeros monofuncionales con respecto a la masa total del componente polimerizable por luz;
donde los monómeros monofuncionales comprenden:
(A) un monómero monofuncional cuyo homopolímero tiene una temperatura de transición vítrea de 20 °C o superior; y
(B) un monómero monofuncional cuyo homopolímero tiene una temperatura de transición vítrea inferior a 20 °C; y (A) está contenido del 30 al 90 por ciento en masa, mientras que (B) está contenido del 10 al 70 por ciento en masa, con respecto a la masa total del componente polimerizable por luz, donde (A) contiene un monómero de acrilamida y una N-vinil caprolactama y el monómero de acrilamida está contenido en un 5 por ciento en masa o más y la N-vinil caprolactama está contenida en un 5 por ciento en masa o más, con respecto a la masa total del componente polimerizable por luz, y
donde (B) es uno o más de acrilato de bencilo, monómero de acrilato de 2-fenoxietilo con óxido de etileno añadido, acrilato de ciclohexilo, acrilato de etil carbitol y acrilato de tetrahidrofurfurilo.
Asimismo, la presente invención es (2) una composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz de acuerdo con el punto (1) anterior, donde (A) comprende, además, uno o más de acrilato formal de trimetilol propano cíclico y acrilato de isobornilo.
Asimismo, la presente invención es (3) una composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz de acuerdo con uno cualquiera de los puntos (1) a (2) anteriores, donde al menos uno de acrilato de etil carbitol o acrilato de tetrahidrofurfurilo está incluido en el monómero monofuncional (B) cuyo homopolímero tiene una temperatura de transición vítrea inferior a 20 °C y está contenido del 0 al 30 por ciento en masa con respecto a la masa total del componente polimerizable por luz.
Asimismo, la presente invención es (4) un método de impresión por chorro de tinta que usa una composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz de acuerdo con uno cualquiera de los puntos (1) a (3) anteriores, donde la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz se fija a un medio de grabación y la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz fijada se irradia con luz ultravioleta, de una fuente de luz de diodo emisor de luz, que tiene una longitud de onda de pico de emisión en un intervalo de 350 a 420 nm.
Efectos de la invención
La presente invención es una composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz que, debido a su formulación específica, puede presentar efectos marcados de excelente curabilidad en forma de película delgada bajo luz ultravioleta, en particular, luz ultravioleta de una fuente de luz de diodo emisor de luz (LED), excelente adhesión a una lámina de cloruro de polivinilo y excelente flexibilidad de la película de recubrimiento de tinta.
Modo para llevar a cabo la invención
La composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz propuesta mediante la presente invención (en lo sucesivo en el presente documento, también denominada "composición de tinta propuesta mediante la presente invención") se explica con detalle a continuación.
Se debe señalar que, en la presente invención, la luz ultravioleta mencionada a continuación de una fuente de luz de diodo emisor de luz (LED) se define como "luz irradiada de un diodo emisor de luz que genera luz ultravioleta cuya longitud de onda de pico de emisión se encuentra en un intervalo o de 350 a 420 nm".
La composición de tinta propuesta mediante la presente invención contiene al menos un componente polimerizable por luz y un iniciador de la polimerización por luz.
<Componente polimerizable por luz>
La composición de tinta propuesta mediante la presente invención contiene del 70 al 100 por ciento en masa de monómeros monofuncionales con respecto a la masa total del componente polimerizable por luz y los monómeros monofuncionales comprenden: (A) un monómero monofuncional cuyo homopolímero tiene una temperatura de transición vítrea de 20 °C o superior; y (B) un monómero monofuncional cuyo homopolímero tiene una temperatura de transición vítrea inferior a 20 °C.
Debido a que (A) está contenido en el componente polimerizable por luz, se puede potenciar la curabilidad por luz de la tinta independientemente de si no se usan monómeros polifuncionales o si se usan en una pequeña cantidad. Asimismo, debido a que (B) está contenido en el componente polimerizable por luz, la película de recubrimiento de tinta se vuelve flexible y se adhiere bien al material de base de impresión.
Ejemplos de (A) incluyen (met)acrilato de estearilo, (met)acrilato de isobornilo, formal (met)acrilato de trimetilol propano cíclico, (met)acrilato de adamantilo, (met)acrilato de diciclopentanilo, (met)acrilato de diciclopentenilo, estireno, acriloil morfolina y diversos monómeros de (met)acrilamida distintos, así como N-vinil caprolactama y otros monómeros de N-vinilamida. Uno cualquiera de los anteriores se puede usar solo o se pueden combinar dos o más de los mismos, según sea necesario.
Entre estos, que contienen uno o más del monómero de acrilamida, la N-vinil caprolactama, el formal acrilato de trimetilol propano cíclico y el acrilato de isobornilo son deseables para lograr una mejor curabilidad y adhesión de la película de recubrimiento.
El contenido de (A) es del 30 al 90 por ciento en masa, o preferentemente del 35 al 85 por ciento en masa o más preferentemente del 40 al 65 por ciento en masa, con respecto a la masa total del componente polimerizable por luz. Si el contenido de (A) es menor del 30 por ciento en masa, un material impreso constituido usando la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz propuesta mediante la presente invención tiende a tener menor curabilidad en forma de película delgada; si el contenido excede el 90 por ciento en masa, por otro lado, la película de recubrimiento de tinta de la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz propuesta mediante la presente invención tiende a tener una menor adhesión al material de base para impresión.
(B) es uno o más de acrilato de bencilo, monómero de acrilato de 2-fenoxietilo con óxido de etileno añadido, acrilato de ciclohexilo, acrilato de etil carbitol y acrilato de tetrahidrofurfurilo. Uno cualquiera de los anteriores se puede usar solo o se pueden combinar dos o más de los mismos, según sea necesario.
El uso de uno o más de acrilato de bencilo, acrilato de 2-fenoxi etilo, monómero de acrilato de 2-fenoxietilo con óxido de etileno añadido, acrilato de ciclohexilo, acrilato de etil carbitol y acrilato de tetrahidrofurfurilo resulta deseable para lograr una mejor flexibilidad de la película curada.
Uno o más de acrilato de etil carbitol y acrilato de tetrahidrofurfurilo está/están contenido/s preferentemente del 0 al 30 por ciento en masa o más preferentemente del 3,0 al 7,0 por ciento en masa, con respecto a la masa total del componente polimerizable por luz. Cuando su contenido es del 0 al 30 por ciento en masa, se puede lograr una película curada que tenga una flexibilidad superior.
Se debe señalar que la expresión "el 0 por ciento en masa" significa que no se contiene ni acrilato de etil carbitol ni acrilato de tetrahidrofurfurilo.
El contenido de (B) es del 10 al 70 por ciento en masa, o preferentemente del 15 al 65 por ciento en masa o más preferentemente del 50 al 60 por ciento en masa, con respecto a la masa total del componente polimerizable por luz. Si el contenido de (B) es menor del 10 por ciento en masa, una película de recubrimiento de tinta constituida usando la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz propuesta mediante la presente invención tiende a volverse menos flexible; si el contenido excede el 70 por ciento en masa, por otro lado, la película de recubrimiento de tinta de la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz propuesta mediante la presente invención tiende a tener menor curabilidad.
De manera adicional, el componente polimerizable por luz que constituye la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz propuesta mediante la presente invención se puede combinar con cualquier monómero polifuncional u oligómero o polímero monofuncional o polifuncional u otro componente polimerizable por luz, además de los monómeros específicos y componentes polimerizables por luz mencionados anteriormente, en una cantidad que no reduzca el rendimiento de la presente invención. En cuanto a tal otro componente polimerizable por luz, se puede usar cualquier monómero, prepolímero u oligómero sin limitación, siempre que esta sea un compuesto que contenga enlaces dobles etilénicos.
Ejemplos de tales otros componentes polimerizables incluyen di(met)acrilato de etilen glicol, di(met)acrilato de propano diol, di(met)acrilato de butano diol, di(met)acrilato de hexano diol, di(met)acrilato de dipropilen glicol, di(met)acrilato de tripropilen glicol y otros di(met)acrilatos de (poli)alquilen glicol, tri(met)acrilato de trimetilol propano y productos modificados con óxido de etileno del mismo, tetra(met)acrilato de pentaeritritol y productos modificados con óxido de etileno del mismo, penta(met)acrilato de dipentaeritritol y productos modificados con óxido de etileno del mismo, hexa(met)acrilato de dipentaeritritol y productos modificados con óxido de etileno del mismo, (met)acrilato de uretano, (met)acrilato de epoxi y (met)acrilato de poliéster. Uno cualquiera de estos otros componentes polimerizables por luz se puede usar solo o se pueden combinar dos o más de los mismos, según sea necesario.
<Iniciador de la polimerización por luz>
La composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz propuesta mediante la presente invención contiene un iniciador de la polimerización por luz.
En cuanto al iniciador de la polimerización por luz, se prefiere un iniciador de la polimerización por luz basado en óxido de acilfosfina (compuesto) que expresa la función del iniciador cuando se expone a la luz con una longitud de onda de 300 a 450 nm. Se debe señalar que la expresión "expresa la función del iniciador cuando se expone a la luz con una longitud de onda de 300 a 450 nm" significa que presenta características de absorción de luz en todo el intervalo de longitud de onda de 300 a 450 nm. Mediante el uso de tal iniciador de la polimerización por luz basado en óxido de acilfosfina, la curabilidad por LED se puede añadir adicionalmente a la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz propuesta mediante la presente invención.
Ejemplos específicos incluyen óxido de 2,4,6-trimetil benzoil-difenil-fosfina (nombre del producto: TPO, fabricada por Lambson) y óxido de bis(2,4,6-trimetil benzoil)-fenil fosfina (nombre del producto: IRGACURE819, fabricado por BASF).
El contenido de cualquier iniciador de la polimerización por luz basado en óxido de acilfosfina es preferentemente del 3 al 25 por ciento en masa o más preferentemente del 5 al 15 por ciento en masa, con respecto a la masa total del componente polimerizable por luz. Si el contenido del iniciador de la polimerización por luz basado en óxido de acilfosfina es menor del 3 por ciento en masa, la curabilidad puede no ser suficiente. Si el contenido excede el 25 por ciento en masa, por otro lado, la estabilidad en almacenamiento de la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz propuesta mediante la presente invención disminuye.
<Sensibilizador>
La composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz propuesta mediante la presente invención puede combinar y usar, además, un sensibilizador de luz (compuesto) que presenta características de absorción de luz en un intervalo de longitudes de onda de luz ultravioleta de principalmente 400 nm o más y que expresa una función de sensibilización para causar una reacción de curado cuando se expone a la luz de longitudes de onda en este intervalo, con el fin de promover la curabilidad en luz ultravioleta de una fuente de luz de diodo emisor de luz (LED).
Se debe señalar que la expresión "que expresa la función de sensibilización cuando se expone a la luz de longitudes de onda de 400 nm o más" significa que presenta características de absorción de luz en un intervalo de longitud de onda de 400 nm o más. Mediante el uso de tal sensibilizador, se puede promover la curabilidad por LED de la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz propuesta mediante la presente invención.
El sensibilizador es un sensibilizador basado en antraceno, un sensibilizador basado en tioxantona, pero preferentemente un sensibilizador basado en tioxantona. Uno cualquiera de los anteriores se puede usar solo o se pueden combinar dos o más de los mismos.
Ejemplos específicos incluyen, entre otros, 9,10-dibutoxi antraceno, 9,10-dietoxi antraceno, 9,10-dipropoxi antraceno, 9,10-bis(2-etil hexil oxi) antraceno y otros sensibilizadores basados en antraceno, así como 2,4-dietil tioxantona, 2-isopropil tioxantona, 4-isopropil tioxantona y otros sensibilizadores basados en tioxantona. Ejemplos representativos de productos comerciales incluyen DBA y DEA (fabricados por Kawasaki Kasei Chemicals) para sensibilizadores basados en antraceno y DETX e ITX (fabricados por Lambson) para sensibilizadores basados en tioxantona.
El contenido de sensibilizador está preferentemente en un intervalo del 0 al 8 por ciento en masa con respecto a la masa total del componente polimerizable por luz. La adición del sensibilizador en más del 8 por ciento en masa es excesiva y no mejora los efectos de ninguna manera, lo que no resulta deseable.
Se debe señalar que, si se usa un sensibilizador basado en tioxantona, la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz tiende a volverse más amarilla y puede adquirir un tono más amarillento que el color basado en el pigmento (tono inherente); por lo tanto, preferentemente, el contenido del sensibilizador basado en tioxantona se determina para cada color, según se considere adecuado.
De manera específica, en el caso de una composición de tinta de color blanco o una composición de tinta transparente que se vea más afectada por un cambio de tono, preferentemente, su sensibilizador no contiene ningún compuesto de tioxantona. De manera adicional, en el caso de una composición de tinta de color magenta o una composición de tinta de color cian que presente un problema si cambia el tono, preferentemente, se usa un sensibilizador en la medida en que este no cause un problema con el tono. Además, en el caso de una composición de tinta de color negro o una composición de tinta de color amarillo cuyo tono no se vea afectado por la decoloración y cuya capacidad de polimerización por luz sea menor que las composiciones de otros tonos, preferentemente, se combina un compuesto basado en tioxantona y se usa como sensibilizador.
<Colorante>
La composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz propuesta mediante la presente invención se puede mezclar con un colorante de cada tono para obtener una composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz de cada color.
En cuanto a tal colorante, se puede usar cualquier pigmento o tinte usado tradicionalmente con las composiciones de tinta para impresión por chorro de tinta curables por luz convencionales sin limitación; cuando se considera la resistencia a la luz, sin embargo, se prefieren los pigmentos, tales como los pigmentos orgánicos o los pigmentos inorgánicos.
Los pigmentos orgánicos incluyen, por ejemplo, pigmentos en rama de tinte y pigmentos basados en azo, basados en bencimidazolona, basados en ftalocianina, basados en quinacridona, basados en antraquinona, basados en dioxazina, basados en índigo, basados en tioíndigo, basados en perileno, basados en perinona, basados en dicetopirrolopirrol, basados en isoindolinona, basados en nitro, basados en nitroso, basados en flavantrona, basados en quinoftalona, basados en pirantrona y basados en indanotrona. Los pigmentos inorgánicos incluyen negro de carbón, óxido de titanio, óxido de hierro de color rojo, grafito, negro de hierro, verde de óxido de cromo e hidróxido de aluminio.
Asimismo, ejemplos específicos de pigmentos para la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz propuesta mediante la presente invención se especifican, a continuación, para cada tono representativo.
En primer lugar, los pigmentos amarillos para el uso de la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz como composición de tinta de color amarillo incluyen, por ejemplo, C. I. pigmento amarillo 1, 2, 3, 12, 13, 14, 16, 17, 42, 73, 74, 75, 81, 83, 87, 93, 95, 97, 98, 108, 109, 114, 120, 128, 129, 138, 139, 150, 151, 155, 166, 180, 184, 185 y 213, de los que los pigmentos preferidos incluyen C. I. pigmento amarillo 150, 155, 180 y 213.
Los pigmentos magenta para el uso de la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz una composición de tinta de color magenta incluyen, por ejemplo, C. I. pigmento rojo 5, 7, 12, 22, 38, 48:1,48:2, 48:4, 49:1, 53:1, 57, 57:1, 63:1, 101, 102, 112, 122, 123, 144, 146, 149, 168, 177, 178, 179, 180, 184, 185, 190, 202, 209, 224, 242, 254, 255, 270 y C. I. pigmento violeta 19, de los que los pigmentos preferidos incluyen C. I. pigmento rojo 122, 202 y C. I. pigmento violeta 19.
Los pigmentos cian para el uso de la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz como composición de tinta de color cian incluyen, por ejemplo, C. I. pigmento azul 1,2, 3, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 18, 22, 27, 29 y 60, de los que los pigmentos preferidos incluyen C. I. pigmento azul 15:4.
Los pigmentos negros para el uso de la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz como composición de tinta de color negro incluyen, por ejemplo, negro de carbón (C. I. pigmento negro 7).
Los pigmentos blancos para el uso de la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz como composición de tinta de color blanco incluyen, por ejemplo, óxido de titanio y óxido de aluminio, de los que los pigmentos preferidos incluyen óxidos de titanio que se han tratado en superficie con diversos materiales, tales como alúmina y sílice.
El contenido del colorante en la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz propuesta mediante la presente invención es preferentemente del 1 al 20 por ciento en masa con respecto a la cantidad total de la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz. Si el contenido del pigmento es menor del 1 por ciento en masa, la cantidad de imágenes del material impreso obtenido tiende a disminuir. Si el contenido excede el 20 por ciento en masa, por otro lado, las características de viscosidad de la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz tienden a verse afectadas negativamente.
<Dispersante de pigmento>
Asimismo, la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz propuesta mediante la presente invención puede contener un dispersante de pigmento, según sea necesario.
En cuanto al dispersante de pigmento, que se usa para mejorar la dispersabilidad del pigmento y la estabilidad en almacenamiento de la composición de tinta propuesta mediante la presente invención, se puede usar, sin limitación, cualquiera de los dispersantes de pigmento usados tradicionalmente; entre estos, sin embargo, se usan preferentemente los dispersantes poliméricos. Estos dispersantes de pigmento incluyen dispersantes basados en carbodiimida, dispersantes basados en poliéster amina, dispersantes basados en amina alifática, dispersantes basados en poliacrilato modificado, dispersantes basados en poliuretano modificado, dispersantes no iónicos poliméricos de cadena múltiple y agentes activos de iones poliméricos. Uno cualquiera de estos dispersantes de pigmento se puede usar solo o se pueden mezclar dos o más de los mismos.
Preferentemente, el dispersante de pigmento está contenido en 1 a 200 partes en masa cuando la cantidad total de pigmento usada representa 100 partes en masa. Si el contenido del dispersante de pigmento es menor de 1 parte en masa, la dispersabilidad del pigmento y la estabilidad en almacenamiento de la composición de tinta propuesta mediante la presente invención pueden disminuir. Por otro lado, aunque el dispersante de pigmento puede estar contenido en más de 200 partes en masa, hacerlo puede no suponer ninguna diferencia en cuanto a los efectos. Un límite inferior más preferible y un límite superior más preferible, del contenido del dispersante de pigmento, son 5 partes en masa y 60 partes en masa, respectivamente.
<Agente tensioactivo>
Preferentemente, la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz propuesta mediante la presente invención contiene, de acuerdo con el cabezal de chorro de tinta usado, cualquiera de los agentes tensoactivos basados en silicio u otros agentes tensoactivos usados tradicionalmente como agentes tensoactivos en las composiciones de tinta para impresión por chorro de tinta curables por luz, con el fin de mejorar la estabilidad en la descarga.
Ejemplos específicos de agentes tensoactivos basados en silicio incluyen aceite de silicona modificado con poliéter, polidimetil siloxano modificado con poliéster y metil alquil polisiloxano modificado con poliéster. Uno cualquiera de los anteriores se puede usar solo o se pueden combinar dos o más de los mismos.
El contenido del agente tensioactivo en la composición de tinta propuesta mediante la presente invención es preferentemente del 0,005 al 1,0 por ciento en masa en la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz. Si el contenido es menor del 0,005 por ciento en masa, la tensión superficial de la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz propuesta mediante la presente invención aumenta y su estabilidad en la descarga desde el cabezal de chorro de tinta disminuye. Si el contenido excede el 1,0 por ciento en masa, por otro lado, las burbujas en la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz aumentan y, como resultado, la estabilidad en la descarga disminuye.
<Aditivos>
Si fuera necesario, se pueden añadir diversos aditivos a la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz propuesta mediante la presente invención, a fin de expresar diversas funcionalidades. Para ser específicos, tales aditivos incluyen estabilizantes de luz, agentes de tratamiento en superficie, antioxidantes, agentes antienvejecimiento, promotores de la reticulación, inhibidores de la polimerización, plastificantes, conservantes, agentes ajustadores del pH, agentes antiespumantes y agentes de mantenimiento de la humedad.
Preferentemente, la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz propuesta mediante la presente invención, obtenida a partir de los materiales mencionados anteriormente, tiene un punto de inflamación de 70 °C o superior cuando se mide usando un aparato de medición del punto de inflamación cerrado Seta de acuerdo con un método que se ajusta a la JIS K2265. Cuando esta tiene tal punto de inflamación, la composición de tinta propuesta mediante la presente invención se califica como un líquido inflamable de categoría 4 según el GHS y, por tanto, se vuelve muy segura debido a su baja inflamabilidad.
Se debe añadir que, aunque esta puede contener un disolvente, la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz propuesta mediante la presente invención está preferentemente libre de disolventes y, cuando esta está libre de disolventes, la viscosidad a preferentemente 25 °C es de 100 mPa^s o menos, o más preferentemente de 20 mPâ s o menos o incluso más preferentemente de 10 mPâ s o menos. Además, la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz se puede diseñar para que tenga una viscosidad específica adecuada para cada sistema de chorro de tinta.
Se debe señalar que, en la presente memoria descriptiva, el término "viscosidad" se refiere a una viscosidad medida con un viscosímetro de tipo E (nombre del producto: viscosímetro RE100L, fabricado por Toki Sangyo) en las condiciones de 25 °C y 20 rpm.
Ya que esta contiene el componente polimerizable por luz específico y el iniciador de la polimerización por luz basado
en óxido de acilfosfina mencionados anteriormente en cantidades específicas, la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz propuesta mediante la presente invención se puede preparar para que demuestre excelentes propiedades en todos los aspectos, tales como una excelente curabilidad en luz ultravioleta, en particular, luz ultravioleta de una fuente de luz de diodo emisor de luz (LED), una buena adhesión y resistencia al rayado sobre/contra el material de base, que puede ser un material de suelo, cloruro de vinilo, policarbonato, una excelente estabilidad en la descarga y estabilidad en almacenamiento y seguridad, tal como un alto punto de inflamación, flexibilidad, baja irritabilidad de la piel y poco olor.
La composición de tinta propuesta mediante la presente invención se puede preparar mediante la adición de todos los materiales mencionados anteriormente entre sí y el mezclado de los mismos en un molino de perlas, molinos de triple rodillo.
Se debe señalar que la composición de tinta también se puede preparar mediante la obtención de antemano de una tinta de base concentrada mediante el mezclado del pigmento, el dispersante de pigmento y el componente polimerizable por luz y, a continuación, la adición a esta tinta de base concentrada del componente polimerizable por luz, el iniciador de la polimerización por luz y otros aditivos, tales como agentes tensioactivos, según sea necesario, en una formulación deseada de composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz.
En cuanto al material de base sobre el que imprimir la composición de tinta propuesta mediante la presente invención, se prefieren un material de suelo, cloruro de vinilo, tereftalato de polietileno y policarbonato; sin embargo, la composición de tinta se puede imprimir, sin problemas, sobre cualquier material de base tradicionalmente usado para la impresión con composiciones de tinta para impresión por chorro de tinta curables por luz (papel, película plástica, cápsula, gel, papel metálico, vidrio y tejido).
El método específico para la impresión y el curado de la composición de tinta propuesta mediante la presente invención es un método de descarga de la composición de tinta propuesta mediante la presente invención sobre un material de base a través de un cabezal de chorro de tinta y, a continuación, exposición a la luz y curado, de ese modo, de la película de recubrimiento formada mediante la composición de tinta propuesta mediante la presente invención que se ha dispuesto sobre el material de base.
Por ejemplo, su descarga sobre el material de base (impresión de imágenes) se puede lograr mediante el suministro de la composición de tinta propuesta mediante la presente invención a un cabezal de impresora de grabación por chorro de tinta que soporta una baja viscosidad y, a continuación, la descarga de la composición de tinta del cabezal de impresora sobre el material de base a un espesor de película de recubrimiento de 1 a 60 pm, por ejemplo. Asimismo, su exposición a la luz y el curado (curado de imágenes) se puede lograr mediante la irradiación de luz sobre la película de recubrimiento de la composición de tinta propuesta mediante la presente invención que se ha aplicado al material de base como imágenes.
En cuanto a la impresora de grabación por chorro de tinta con la que imprimir la composición de tinta propuesta mediante la presente invención, se puede usar cualquier impresora de grabación por chorro de tinta usada tradicionalmente. Se debe señalar que, si se usa una impresora de grabación por chorro de tinta de tipo continua, también se añade un aditivo de conductividad a la composición de tinta propuesta mediante la presente invención para ajustar la conductividad.
La fuente de luz usada para el curado de la película de recubrimiento puede ser luz ultravioleta (UV), luz ultravioleta (diodo emisor de luz (LED)), haz de electrones y luz visible; debido a consideraciones medioambientales, sin embargo, se prefiere un diodo emisor de luz (LED) que genere luz ultravioleta cuya longitud de onda de pico de emisión se encuentre en un intervalo de 350 a 420 nm.
Ejemplos
<Ejemplos 1 a 18 y Ejemplos comparativos 1 a 5>
Preparación de la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz
La presente invención se explica con mayor detalle, a continuación, citando los Ejemplos. Se debe señalar que, a menos que se especifique de otro modo, el "%" significa "porcentaje en masa", mientras que la "parte" significa "parte en masa".
Los siguientes materiales se usaron en los Ejemplos y Ejemplos comparativos siguientes.
<Dispersante de pigmento>
Solsperse 32000 (fabricado por Lubrizol)
<Componente polimerizable por luz: (A) monómeros monofuncionales cuyo homopolímero tiene una temperatura de
transición vitrea de 20 °C o superior>
Acriloil morfolina (nombre del producto: ACMO, fabricada por KJ Chemicals)
N-vinil caprolactama (nombre del producto: V-CAP, fabricada por ISP Japan)
Acrilato de isobornilo (nombre del producto: IBXA, fabricado por Osaka Organic Chemical Industry)
Formal acrilato de trimetilol propano cíclico (nombre del producto: Viscoat n.° 200, fabricado por Osaka Organic Chemical Industry)
<Componente polimerizable por luz: (B) monómeros monofuncionales cuyo homopolímero tiene una temperatura de transición vitrea inferior a 20 °C>
Acrilato de 2-fenoxietilo (nombre del producto: SR339A, fabricado por Sartomer)
Acrilato de bencilo (nombre del producto: Viscoat n.° 160, fabricado por Osaka Organic Chemical Industry) Acrilato de tetrahidrofurfurilo (nombre del producto: SR285, fabricado por Sartomer)
Acrilato de etil carbitol (nombre del producto: Viscoat n.° 190, fabricado por Osaka Organic Chemical Industry)
<Componente polimerizable por luz: otros monómeros>
Diacrilato de 1,6-hexano diol (nombre del producto: Viscoat n.° 230, fabricado por Osaka Organic Chemical Industry) Triacrilato de trimetilol propano (nombre del producto: Viscoat n.° 295, fabricado por Osaka Organic Chemical Industry)
<Colorantes (pigmentos)>
Special Black 350 (pigmento negro, fabricado por Orion Engineered Carbons)
Novoperm Yellow P-HG (pigmento amarillo, fabricado por Clariant)
Heliogen Blue D7110F (pigmento cian, fabricado por BASF)
FASTOGEN Super Magenta RTS (pigmento magenta, fabricado por DIC)
JR-800 (pigmento blanco, fabricado por Tayca)
<Iniciador de la polimerización por luz>
TPO: óxido de 2,4,6-trimetil benzoil-difenil-fosfina (fabricado por Lambson)
<Sensibilizador>
DETX: 2,4-dietil tioxantona (fabricada por Lambson)
<Agente tensioactivo>
BYK-UV3500 (polidimetil siloxano modificado con poliéter que tiene un grupo funcional acrílico, fabricado por BYK)
<Composición de tinta de color negro>
Una mezcla preparada mediante la combinación de un pigmento (Special Black 350), un dispersante de pigmento (Solsperse 32000) y un componente polimerizable por luz (acrilato de bencilo en los Ejemplos 1 a 4, 6 a 9 y 11 a 14, acrilato de 2-fenoxietilo en el Ejemplo 5 y acrilato de etil carbitol en el Ejemplo 10), en una relación de combinación (relación en masa) de 16/6/78, se dispersó en un molino Figer (usando perlas de circonio de 0,5 mm de diámetro como medio) para obtener una base concentrada de color negro.
Cada componente se añadió a la base concentrada de color negro obtenida de acuerdo con la composición de combinación aplicable (porcentaje en masa) en las Tablas 1 y 2, tras lo que la base concentrada se mezcló con agitación para obtener las composiciones de tinta de color negro para impresión por chorro de tinta curables por luz de los Ejemplos 1 a 14 y los Ejemplos comparativos 1 a 5.
<Composición de tinta de color amarillo>
Una mezcla preparada mediante la combinación de un pigmento (Novoperm Yellow P-HG), un dispersante de pigmento (Solsperse 32000) y un componente polimerizable por luz (acrilato de bencilo), en una relación de combinación (relación en masa) de 20/8/72, se dispersó en un molino Figer (usando perlas de circonio de 0,5 mm de diámetro como medio) para obtener una base concentrada de color amarillo.
Cada componente se añadió a la base concentrada de color amarillo obtenida de acuerdo con la composición de combinación aplicable (porcentaje en masa) en la Tabla 1, tras lo que la base concentrada se mezcló con agitación para obtener la composición de tinta de color amarillo para impresión por chorro de tinta curable por luz del Ejemplo 15.
<Composición de tinta de color cian>
Una mezcla preparada mediante la combinación de un pigmento (Heliogen Blue D7110F), un dispersante de pigmento (Solsperse 32000) y un componente polimerizable por luz (acrilato de bencilo), en una relación de combinación (relación en masa) de 16/6/78, se dispersó en un molino Figer (usando perlas de circonio de 0,5 mm de diámetro como medio) para obtener una base concentrada de color cian.
Cada componente se añadió a la base concentrada de color cian obtenida de acuerdo con la composición de combinación aplicable (porcentaje en masa) en la Tabla 1, tras lo que la base concentrada se mezcló con agitación para obtener la composición de tinta de color cian para impresión por chorro de tinta curable por luz del Ejemplo 16. <Composición de tinta de color magenta>
Una mezcla preparada mediante la combinación de un pigmento (FASTOGEN Super Magenta RTS), un dispersante de pigmento (Solsperse 32000) y un componente polimerizable por luz (acrilato de bencilo), en una relación de combinación (relación en masa) de 24/10/66, se dispersó en un molino Figer (usando perlas de circonio de 0,5 mm de diámetro como medio) para obtener una base concentrada de color magenta.
Cada componente se añadió a la base concentrada de color magenta obtenida de acuerdo con la composición de combinación aplicable (porcentaje en masa) en la Tabla 1, tras lo que la base concentrada se mezcló con agitación para obtener la composición de tinta de color magenta para impresión por chorro de tinta curable por luz del Ejemplo 17.
<Composición de tinta de color blanco>
Una mezcla preparada mediante la combinación de un pigmento (JR-800), un dispersante de pigmento (Solsperse 32000) y un componente polimerizable por luz (acrilato de bencilo), en una relación de combinación (relación en masa) de 40/3/57, se dispersó en un molino Figer (usando perlas de circonio de 0,5 mm de diámetro como medio) para obtener una base concentrada de color blanco.
Cada componente se añadió a la base concentrada de color blanco obtenida de acuerdo con la composición de combinación aplicable (porcentaje en masa) en la Tabla 1, tras lo que la base concentrada se mezcló con agitación para obtener la composición de tinta de color blanco para impresión por chorro de tinta curable por luz del Ejemplo 18.
[Medición de la viscosidad de las composiciones de tinta]
Se midió la viscosidad de las composiciones de tinta para impresión por chorro de tinta curables por luz obtenidas en los Ejemplos 1 a 18 y los Ejemplos comparativos 1 a 5 para determinar la viscosidad usando un viscosímetro de tipo E (nombre del producto: viscosímetro RE100L, fabricado por Toki Sangyo) en las condiciones de 25 °C de temperatura y 20 rpm de velocidad del rotor. Los resultados se muestran en las Tablas 1 y 2.
[Evaluación del rendimiento de las composiciones de tinta]
Las composiciones de tinta para impresión por chorro de tinta curables por luz obtenidas en los Ejemplos 1 a 18 y los Ejemplos comparativos 1 a 5 se aplicaron sobre PVC80 (fabricado por Lintec) usando un recubridor de barras n.° 4. A continuación, las composiciones de tinta se curaron usando una lámpara de UV-LED fabricada por Phoseon Technology.
La curabilidad con una lámpara de UV-LED, la adhesión y la flexibilidad se evaluaron usando los métodos que se explican a continuación. Los resultados se muestran en las Tablas 1 y 2.
(Curabilidad por LED)
La superficie aplicada con tinta se irradió con una lámpara de UV-LED fabricada por Phoseon Technology a 2 cm de distancia en la condición de 1 segundo por irradiación (para una cantidad total de luz UV de 60 mJ/cm2 por segundo) y la curabilidad por LED se evaluó basándose en el número de irradiaciones necesarias hasta que desapareció la adherencia de la superficie.
(Adhesión)
Se usó una cuchilla de corte para cortar transversalmente la película de recubrimiento de cada composición de tinta que se había curado hasta que desapareció la adherencia de la superficie, tras lo que se adhirió una cinta adhesiva transparente y, a continuación, se despegó de los cortes transversales y se evaluó la adhesión basándose en el grado de despegue de la película de recubrimiento curada de acuerdo con los patrones siguientes:
O: la película de recubrimiento curada no se despegó.
A : la película de recubrimiento curada se despegó en menos del 20 % del área total.
X: la película de recubrimiento curada se despegó en el 20 % o más del área total.
(Flexibilidad)
El material sobre el que cada composición de tinta se había aplicado y, a continuación, curado hasta que desapareció la adherencia de la superficie se dobló y se evaluó el agrietamiento de la película de recubrimiento curada de acuerdo con los patrones siguientes:
O: la película de recubrimiento curada no se agrietó.
X: la película de recubrimiento curada se agrietó.
A juzgar por los resultados que se muestran en las Tablas 1 y 2 anteriores, los Ejemplos 1 a 18 de las composiciones de tinta para impresión por chorro de tinta curables por luz propuestas mediante la presente invención presentan una excelente curabilidad por LED, adhesión y flexibilidad de la película de recubrimiento de tinta.
Volviendo a los resultados de los Ejemplos comparativos que se muestran en la Tabla 2, sin embargo, el Ejemplo comparativo 1 caracterizado por un contenido excesivo de (A) dio como resultado una flexibilidad deficiente. El Ejemplo comparativo 2 caracterizado por un contenido nulo de (A) dio como resultado una curabilidad y adhesión deficientes. El Ejemplo comparativo 3 caracterizado por una insuficiencia de (A) y un contenido excesivo de (B) dio como resultado una curabilidad deficiente. Los Ejemplos comparativos 4 y 5 caracterizados por una insuficiencia de (A) y (B) como total dieron como resultado una adhesión y flexibilidad deficientes.
Estos resultados revelan que, mediante la provisión de una composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz de una formación específica, la presente invención logra los efectos de una excelente curabilidad por LED, así como una adhesión y flexibilidad excelentes de la película curada.
Claims (4)
1. Una composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz que contiene un componente polimerizable por luz y un iniciador de polimerización por luz, donde:
la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz contiene del 70 al 100 por ciento en masa de monómeros monofuncionales con respecto a la masa total del componente polimerizable por luz;
los monómeros monofuncionales comprenden:
(A) un monómero monofuncional cuyo homopolímero tiene una temperatura de transición vítrea de 20 °C o superior; y
(B) un monómero monofuncional cuyo homopolímero tiene una temperatura de transición vítrea inferior a 20 °C; y (A) está contenido del 30 al 90 por ciento en masa y (B) está contenido del 10 al 70 por ciento en masa, con respecto a la masa total del componente polimerizable por luz,
donde (A) contiene un monómero de acrilamida y una N-vinil caprolactama, y el monómero de acrilamida está contenido en un 5 por ciento en masa o más y la N-vinil caprolactama está contenida en un 5 por ciento en masa o más, con respecto a la masa total del componente polimerizable por luz, y
donde (B) es uno o más de acrilato de bencilo, monómero de acrilato de 2-fenoxietilo con óxido de etileno añadido, acrilato de ciclohexilo, acrilato de etil carbitol y acrilato de tetrahidrofurfurilo.
2. La composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz de acuerdo con la reivindicación 1, donde (A) comprende, además, uno o más de acrilato formal de trimetilolpropano cíclico y acrilato de isobornilo.
3. La composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde al menos uno de acrilato de etil carbitol o acrilato de tetrahidrofurfurilo está incluido en el monómero monofuncional (B) cuyo homopolímero tiene una temperatura de transición vítrea inferior a 20 °C y está contenido del 0 al 30 por ciento en masa con respecto a la masa total del componente polimerizable por luz.
4. Un método de impresión por chorro de tinta que usa la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende fijar la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz a un medio de grabación e irradiar la composición de tinta para impresión por chorro de tinta curable por luz fijada con luz ultravioleta, de una fuente de luz de diodo emisor de luz, que tiene una longitud de onda de pico de emisión en un intervalo de 350 a 420 nm.
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