ES2937719T3 - Sustratos imprimibles brillantes resistentes a disolventes y sus métodos de fabricación y uso - Google Patents

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Abstract

Se proporcionan sustratos imprimibles que proporcionan una superficie imprimible brillante con resistencia a los disolventes. El sustrato imprimible puede incluir una hoja base que tiene una primera superficie y una segunda superficie, y un revestimiento imprimible sobre la primera superficie. El revestimiento imprimible incluye una mezcla de aglutinante formador de película, un agente de reticulación, un alcohol polivinílico parcialmente hidrolizado, una primera pluralidad de primeras micropartículas de dióxido de silicio, una segunda pluralidad de segundas micropartículas de dióxido de silicio y un fijador de colorante catiónico. El sustrato imprimible puede tener un nivel de brillo de aproximadamente 50 a aproximadamente 60 basado en la medición de un medidor de brillo ajustado con un ángulo de medición de 75 grados en la superficie externa del recubrimiento imprimible. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sustratos imprimibles brillantes resistentes a disolventes y sus métodos de fabricación y uso
Antecedentes de la invención
La mayor disponibilidad de impresoras ha permitido a los consumidores habituales realizar e imprimir sus imágenes en una variedad de sustratos tales como papeles y etiquetas. La composición de tinta impresa según estos procedimientos puede variar en función del tipo de impresora utilizada. Como sea, las tintas impresas sobre papeles y etiquetas pueden estar expuestas a diversos entornos, particularmente cuando se aplican a un producto de etiqueta. Por ejemplo, el sustrato puede estar expuestos a productos químicos severos (por ejemplo, disolventes orgánicos). Esta exposición a algunos entornos puede provocar que la tinta se desvanezca y/o se retire de la superficie del sustrato.
Se desean superficies de impresión brillantes en determinadas aplicaciones para proporcionar un aspecto deseado (por ejemplo, transparencia, conformabilidad, transpirabilidad, etc.) a la superficie de impresión. Sin embargo, obtener resistencia a disolventes es particularmente difícil para superficies de impresión más brillantes. Por ejemplo, los componentes de una superficie de impresión mate pueden presentar buena resistencia a disolventes, pero generalmente carecen de la capacidad de transformarse en una superficie de impresión brillante al tiempo que mantienen su resistencia a disolventes. Por ejemplo, muchas etiquetas brillantes presentan niveles muy bajos de resistencia a disolventes, especialmente para la resistencia a disolventes de base orgánica como el isopropilo y el metanol.
Además, normalmente la impresión sobre las superficies de impresión brillantes es más difícil, especialmente para una superficie de impresión versátil capaz de imprimir con calidad tanto en métodos por chorro de tinta como en métodos por láser. Las superficies imprimibles diseñadas por ingeniería para procedimientos de impresión por chorro de tinta son normalmente capas poliméricas no reticuladas o ligeramente reticuladas que permiten la penetración de tinta en la superficie imprimible durante el procedimiento de impresión puesto que la reticulación normalmente también conduce a mayores temperaturas de transición vítrea y a una menor afinidad de la capa imprimible por la tinta de chorro de tinta, lo que conduce a una menor durabilidad en el material impreso.
El documento JP 2006181786 A se refiere a materiales de grabación por chorro de tinta que se describe que tienen una excelente resistencia al agua. El material de grabación comprende partículas, por ejemplo partículas de sílice. La capa de absorción de tinta del documento JP 2006 181786 A contiene preferiblemente más del 50% en masa y menos del 70% en masa de sílice.
Se describe que la película de grabación por chorro de tinta del documento US 5.985.425 está libre de una disminución en la resistencia al agua durante un largo periodo de almacenamiento. Según la reivindicación 1 de la patente estadounidense, la película de grabación por chorro de tinta comprende una capa de grabación bicapa que consiste en (A) una capa de recepción de tinta y (B) una capa de recubrimiento superior. La capa de recepción de tinta (A) comprende una resina soluble en agua, un agente de rugosamiento de superficie y un agente reticulante. El agente de rugosamiento de superficie es una combinación de polvos de sílice sintéticos primero y segundo, que tienen, cada uno, un valor de absorción de aceite dentro de un intervalo específico y que tienen, cada uno, un diámetro de partícula promedio en el intervalo de desde 1 hasta 6 |im en una proporción en peso específica. La cantidad total de los polvos de sílice sintéticos en la capa de recepción de tinta está en el intervalo de desde el 50 hasta el 200% en peso basada en la cantidad de la resina soluble en agua.
El documento US 2013/0115387 A1 se refiere a sustratos imprimibles resistentes a disolventes. El sustrato imprimible comprende una lámina de base, un recubrimiento de unión en una primera superficie de la lámina de base y un recubrimiento imprimible en el recubrimiento de unión. El recubrimiento de unión comprende un primer material reticulado formado a partir de un aglutinante formador de película, un primer aglutinante polimérico reticulable, un primer agente reticulante y un primer catalizador de reticulación. El recubrimiento imprimible comprende una pluralidad de micropartículas inorgánicas y un segundo material reticulado formado a partir de un segundo aglutinante polimérico reticulable, un segundo agente reticulante y un segundo catalizador de reticulación. El recubrimiento imprimible comprende de aproximadamente el 60% en peso a aproximadamente el 80% en peso de las micropartículas inorgánicas. No se menciona el poli(alcohol vinílico) como componente del sustrato imprimible en el documento US 2013/0115387 A1.
Por tanto, existe la necesidad de un sustrato brillante (por ejemplo, una etiqueta) que tenga características imprimibles mejoradas y durabilidad de las tintas impresas en su superficie.
Sumario
En la siguiente descripción se expondrán, en parte, objetos y ventajas de la invención, o pueden resultar evidentes a partir de la descripción, o pueden aprenderse a través de la práctica de la invención.
Se proporcionan generalmente sustratos imprimibles que proporcionan una resistencia a disolventes a una superficie imprimible brillante. El sustrato imprimible según la presente invención incluye una lámina de base que tiene una primera superficie y una segunda superficie, y un recubrimiento imprimible sobre la primera superficie. El recubrimiento imprimible incluye una mezcla de aglutinantes formadores de película, un agente reticulante, un poli(alcohol vinílico) parcialmente hidrolizado, una primera pluralidad de primeras micropartículas de dióxido de silicio, una segunda pluralidad de segundas micropartículas de dióxido de silicio y un polielectrolito catiónico que sirve como agente de fijación de tinte catiónico, recitándose las características adicionales en la reivindicación 1 adjunta. En una realización, el sustrato imprimible tiene un nivel de brillo de 50 a 60 basado en la medición de un medidor de brillo ajustado con un ángulo de medición de 75 grados con respecto a la superficie externa del recubrimiento imprimible.
Generalmente, las primeras micropartículas de dióxido de silicio y las segundas micropartículas de dióxido de silicio tienen áreas de superficie diferente entre sí, porque las primeras micropartículas de dióxido de silicio tienen un diámetro promedio que es más pequeño que un diámetro promedio de las segundas micropartículas de dióxido de silicio.
En realizaciones particulares, las primeras micropartículas de dióxido de silicio tienen un diámetro promedio de desde 3 |im hasta 7 |im y/o las segundas micropartículas de dióxido de silicio tienen un diámetro promedio de desde 8 |im hasta 12 |im. Además, la primera pluralidad de micropartículas de dióxido de silicio pueden constituir del 60% al 80% del peso total de todas las micropartículas inorgánicas presentes en el recubrimiento imprimible. De manera similar, la segunda pluralidad de micropartículas de dióxido de silicio pueden constituir del 20% al 40% del peso total de todas las micropartículas inorgánicas presentes en el recubrimiento imprimible.
También se proporcionan generalmente métodos para formar una imagen en un sustrato imprimible. Por ejemplo, una composición de tinta puede imprimirse (por ejemplo, impresión por chorro de tinta y/o por láser) sobre la superficie externa de un sustrato imprimible, tal como se describió anteriormente.
A continuación se comentan en mayor detalle otras características y aspectos de la presente invención.
Breve descripción de los dibujos
En la parte restante de la memoria descriptiva se expone más particularmente una divulgación completa y habilitante de la presente invención, incluyendo el mejor modo de la misma para un experto en la técnica, que incluye la referencia a las figuras adjuntas, en las que:
la figura 1 muestra un sustrato 10 imprimible a modo de ejemplo que tiene un recubrimiento 18 imprimible en una primera superficie 14 de la lámina 12 de base;
la figura 2 muestra un sustrato 10 de etiqueta imprimible a modo de ejemplo que tiene un recubrimiento 18 imprimible en una primera superficie 14 de la lámina 12 de base y una capa 22 adhesiva en la superficie opuesta de la lámina de base (es decir, la segunda superficie 15);
la figura 3 muestra el sustrato 10 de etiqueta imprimible a modo de ejemplo de la figura 2 unido a una lámina 30 desprendible;
la figura 4 muestra la retirada de la lámina 30 desprendible a partir del sustrato 10 de etiqueta imprimible a modo de ejemplo de la figura 2, exponiendo la capa 22 adhesiva;
la figura 5 muestra una composición de tinta 40 aplicada al sustrato 10 imprimible a modo de ejemplo de la figura 1; y
la figura 6 muestra una composición de tinta 40 aplicada al sustrato 10 imprimible a modo de ejemplo de la figura 2. Se pretende que el uso repetido de caracteres de referencia en la presente memoria descriptiva y los dibujos represente características o elementos iguales o análogos de la presente invención.
Definiciones
Tal como se usa en el presente documento, se pretende que el término “imprimible” incluya permitir la colocación de una imagen en un material, especialmente a través del uso de tintas de chorro de tinta.
Tal como se usa en el presente documento, se pretende que el término “película polimérica” incluya cualquier material polimérico similar a una lámina que se extruye o forma de otro modo (por ejemplo, por colada) para dar una lámina. Normalmente, las películas poliméricas no contienen fibras discernibles.
Tal como se usa en el presente documento, el término “polímero” generalmente incluye, pero no se limita a, homopolímeros; copolímeros tales como, por ejemplo, copolímeros de bloque, de injerto, al azar y alternantes; y terpolímeros; y combinaciones y modificaciones de los mismos. Además, a menos que se limite específicamente de otro modo, el término “polímero” incluirá todas las posibles configuraciones geométricas del material. Estas configuraciones incluyen, pero no se limitan a, las simetrías isotáctica, sindiotáctica y al azar.
El término “orgánico” se usa en el presente documento para referirse a una clase de compuestos químicos que se componen de átomos de carbono. Por ejemplo, un “polímero orgánico” es un polímero que incluye átomos de carbono en la estructura principal de polímero.
Los elementos químicos se comentan en la presente divulgación usando su abreviatura química habitual, tal como la hallada habitualmente en una tabla periódica de los elementos. Por ejemplo, el hidrógeno se representa por su abreviatura química habitual H; el helio se representa por su abreviatura química habitual He; y así sucesivamente. Tal como se usa en el presente documento, el prefijo “micro” se refiere a la escala micrométrica (es decir, desde aproximadamente 1 |im hasta aproximadamente 999 |im). Las partículas que tienen un tamaño superior a 1.000 nm (es decir, 1 micrómetro o micra) generalmente se denominan “micropartículas”, puesto que la escala micrométrica generalmente implica aquellas partículas que tienen un diámetro promedio superior a 1 |im.
En la presente divulgación, cuando se describe que una capa está “en” o “sobre” otra capa o sustrato, debe entenderse que las capas o bien están directamente en contacto entre sí o bien tienen otra capa o característica entre las capas, a menos que se indique lo contrario. Por tanto, estos términos simplemente describen la posición relativa de las capas entre sí y no necesariamente significan “encima de” puesto que la posición relativa por encima o por debajo depende de la orientación del dispositivo con respecto al observador.
Descripción detallada
Ahora se hará referencia a las realizaciones de la invención, cuyos uno o más ejemplos se exponen a continuación. Cada ejemplo se proporciona a modo de una explicación de la invención, no como una limitación de la invención. Se proporcionan generalmente sustratos imprimibles brillantes (por ejemplo, sustratos de etiqueta imprimibles brillantes) que presentan buena durabilidad con respecto a impresiones por chorro de tinta en el sustrato imprimible, incluso en entornos severos tales como la exposición a disolventes orgánicos, etc. Además, la calidad de impresión formada en los sustratos de etiqueta recubiertos puede ser de excelente calidad de tal manera que puede imprimirse prácticamente cualquier imagen en los sustratos.
En particular, los sustratos imprimibles incluyen una lámina de base que tiene un recubrimiento de impresión brillante en una de sus superficies. En una realización particular, el recubrimiento de impresión brillante está directamente en la superficie de la lámina de base (por ejemplo sin ningún recubrimiento de unión entre medias). Haciendo referencia a la figura 1, se muestra generalmente un sustrato 10 imprimible a modo de ejemplo que tiene un recubrimiento 18 imprimible sobre una primera superficie 14 de una lámina 12 de base. El recubrimiento 18 imprimible está posicionado para definir una superficie 20 exterior del sustrato 10 imprimible. El recubrimiento 18 imprimible incluye una mezcla de partículas 19 inorgánicas (incluyendo micropartículas de dióxido de silicio), mostrada como una primera pluralidad de primeras partículas 19a inorgánicas, concretamente primeras micropartículas de dióxido de silicio, y una segunda pluralidad de segundas partículas 19b inorgánicas, concretamente segundas micropartículas de dióxido de silicio.
El recubrimiento 18 imprimible puede ser generalmente un material reticulado para formar un sustrato 10 imprimible que es resistente a disolventes, especialmente a aquellos disolventes orgánicos que de otro modo pueden solubilizar el aglutinante en el recubrimiento de impresión si no está reticulado. Sin desear estar vinculado a ninguna teoría particular, se cree que el recubrimiento 18 imprimible produce una superficie altamente resistente a disolventes que permanece imprimible mediante procedimientos de impresión convencionales, incluyendo impresión por chorro de tinta.
En una realización particular, el sustrato 10 imprimible tiene un nivel de brillo de aproximadamente 50 a aproximadamente 60 (basado en la medición de un medidor de brillo ajustado con un ángulo de medición de 75 grados) en la superficie externa del recubrimiento 18 imprimible antes de cualquier impresión en el mismo. Un medidor de brillo (o brillómetro) es un instrumento que se usa para medir el brillo de reflexión especular de una superficie. El brillo se determina proyectando un haz de luz a una intensidad y un ángulo fijos sobre una superficie y midiendo la cantidad de luz reflejada a un mismo ángulo pero opuesto. Por ejemplo, un medidor de brillo adecuado es el modelo T480A disponible comercialmente de Technidyne Corporation. El intervalo anterior se basa en una medición de un ángulo de medición de 75 grados).
A tal nivel de brillo, el sustrato imprimible tiene un aspecto significativamente diferente a una película recubierta por chorro de tinta mate que tiene normalmente un brillo que oscila de desde 5 hasta 10, pero no será tan brillante como para que los usuarios finales puedan quejarse del deslumbramiento. Tal nivel de brillo permite que el sustrato 10 imprimible resultante tenga una estética deseada. Por ejemplo, cualquier patrón y/o textura subyacentes en la lámina 12 de base puede conservarse o potenciarse a través del recubrimiento 18 imprimible brillante. En una realización, por ejemplo, el recubrimiento 18 imprimible puede tener una transparencia de aproximadamente el 50% a aproximadamente el 95% de tal manera que la lámina 12 de base subyacente es visible a través del recubrimiento 18 imprimible.
Además, el recubrimiento imprimible puede tener otras propiedades deseables, tales como sangrado y tiempo de secado bajos junto con buena densidad de color para chorro de tinta y buena adhesión de tóner para impresión por láser, y también buena capacidad de lectura de códigos de barras para ambos métodos de impresión. En una realización, la razón pigmento/aglutinante del recubrimiento brillante es mucho menor que la razón usada en recubrimientos imprimibles mate.
I. Recubrimiento imprimible
El recubrimiento 18 imprimible puede estar posicionado generalmente en la lámina 12 de base para formar una superficie imprimible externa en el sustrato imprimible resultante. Específicamente, el recubrimiento imprimible puede mejorar la capacidad de impresión del sustrato de etiqueta. Además, cualquier impresión en el recubrimiento imprimible puede ser duradera y puede resistir condiciones severas (por ejemplo, exposición a la humedad y/o entornos químicos severos) y puede presentar una mayor resistencia al rayado ya la abrasión.
El recubrimiento imprimible puede actuar como ancla para mantener la imagen impresa (por ejemplo, formada por una tinta de chorro de tinta) en el sustrato de etiqueta recubierto. Por tanto, el sustrato impreso puede tener una mayor durabilidad en una variedad de entornos. En una realización particular, el recubrimiento de impresión puede proporcionar una superficie imprimible resistente a disolventes, particularmente a disolventes orgánicos tales como alcoholes, queroseno, tolueno, xilenos (por ejemplo, una mezcla de los tres isómeros de dimetilbenceno), benceno, aceites, etc.
El recubrimiento imprimible incluye una pluralidad de micropartículas 19 inorgánicas (incluyendo las micropartículas de dióxido de silicio primeras y segundas tal como se recitan en la reivindicación 1) y un material reticulado formado a partir de una mezcla de aglutinantes formadores de película (por ejemplo, una mezcla de aglutinantes poliméricos reticulables que incluye un componente de uretano, un componente acrílico y un componente de poli(alcohol vinílico)), un agente reticulante y un poli(alcohol vinílico) parcialmente hidrolizado. El recubrimiento imprimible según la presente invención comprende del 1% en peso al 10% en peso de las micropartículas inorgánicas (por ejemplo, de aproximadamente el 2% en peso a aproximadamente el 7% en peso), y puede comprender, por ejemplo, de aproximadamente el 65% en peso a aproximadamente el 85% en peso de la mezcla de aglutinantes formadores de película (por ejemplo, de aproximadamente el 70% en peso a aproximadamente el 85% en peso), de aproximadamente el 1% en peso a aproximadamente el 10% en peso del agente reticulante (por ejemplo, de aproximadamente el 3% en peso a aproximadamente el 8% en peso) y de aproximadamente el 5% en peso a aproximadamente el 25% en peso del poli(alcohol vinílico) parcialmente hidrolizado (por ejemplo, de aproximadamente el 10% en peso a aproximadamente el 20% en peso). A continuación se comenta con mayor detalle cada uno de estos componentes.
La micropartícula 19 inorgánica distinta de las micropartículas de dióxido de silicio (SO 2) primeras y segundas puede ser una micropartícula de óxido metálico, tal como óxido de aluminio (AhOa), óxido de zinc (ZnO), y combinaciones de los mismos. Sin desear estar vinculado a ninguna teoría, se cree que las micropartículas 19 inorgánicas añaden afinidad por las tintas de la imagen impresa al recubrimiento imprimible. Por ejemplo, se cree que las micropartículas porosas de óxido metálico (incluyendo SO 2 ) pueden absorber el líquido de tinta (por ejemplo, agua y/u otros disolventes) rápidamente y pueden conservar las moléculas de tinta tras el secado, incluso después de la exposición a un disolvente orgánico. Además, se cree que las micropartículas de óxido metálico (incluyendo SO 2) pueden añadir un sitio de unión disponible en el óxido que puede unir (enlaces covalentes o enlaces iónicos) y/o interaccionar (por ejemplo, fuerzas de van der Waals, puentes de hidrógeno, etc.) con el aglutinante de tinta y/o las moléculas de pigmento en la tinta. Esta unión y/o interacción entre moléculas de la composición de tinta y el óxido de las micropartículas pueden mejorar la durabilidad de la tinta impresa en la superficie imprimible.
Las micropartículas 19 inorgánicas pueden tener un diámetro promedio en la escala de micrómetros (micras o |im), tal como desde aproximadamente 3 |im hasta aproximadamente 12 |im, siempre que las primeras micropartículas de dióxido de silicio tengan un diámetro promedio que es más pequeño que un diámetro promedio de las segundas micropartículas de dióxido de silicio. Tales micropartículas pueden proporcionar un área de superficie suficientemente grande como para interaccionar con la composición de tinta aplicada al recubrimiento 18 imprimible, al tiempo que permanecen suficientemente lisas en la superficie 20 expuesta. Además, las micropartículas que son demasiado grandes pueden conducir a imágenes granuladas formadas en el recubrimiento 18 imprimible y/o reducir la nitidez de cualquier imagen aplicada al mismo.
El recubrimiento imprimible según la invención reivindicada incluye una primera pluralidad de micropartículas 19a inorgánicas, concretamente, primeras micropartículas de dióxido de silicio, que tienen un primer diámetro promedio y una segunda pluralidad de micropartículas 19b inorgánicas, concretamente, segundas micropartículas de dióxido de silicio, que tienen un segundo diámetro promedio, siendo el primer diámetro promedio más pequeño que el segundo diámetro promedio. Por ejemplo, el primer diámetro promedio puede ser de aproximadamente 3 |im a aproximadamente 7 |im (por ejemplo, de aproximadamente 4 a aproximadamente 6), y el segundo diámetro promedio puede ser de aproximadamente 8 |im a aproximadamente 12 |im (por ejemplo, de aproximadamente 8 a aproximadamente 10, tal como de aproximadamente 8 a aproximadamente 9). La primera pluralidad (que tiene diámetros promedio más pequeños) añade un efecto brillante al recubrimiento imprimible según la presente invención, mientras que la segunda pluralidad (que tiene diámetros promedio más grandes) puede ayudar a absorber rápidamente la tinta en el recubrimiento 18 imprimible. Por ejemplo, se cree que las partículas más grandes pueden ayudar a acelerar la captación y/o los tiempos de secado de la tinta (para impedir el sangrado).
En una realización particular, puede estar presente en la capa un mayor porcentaje en peso de la primera pluralidad de micropartículas 19a inorgánicas (que tienen diámetros promedio más pequeños), concretamente, las primeras micropartículas de dióxido de silicio, que la segunda pluralidad de micropartículas 19b inorgánicas (que tienen diámetros promedio más grandes), concretamente, segundas micropartículas de dióxido de silicio. Por ejemplo, la primera pluralidad de micropartículas 19a inorgánicas de dióxido de silicio pueden constituir de aproximadamente el 60% a aproximadamente el 80% del peso total de todas las micropartículas 19 inorgánicas presentes en el recubrimiento 18. De manera similar, la segunda pluralidad de micropartículas 19b inorgánicas de dióxido de silicio pueden constituir de aproximadamente el 20% a aproximadamente el 40% del peso total de todas las micropartículas 19 inorgánicas presentes en el recubrimiento 18. Sin desear estar vinculado a ninguna teoría particular, también se cree que tal razón de partículas 19 puede permitir que el aglutinante polimérico reticulable forme un recubrimiento más resistente a través de su capacidad para mantener mejor las partículas más pequeñas que las partículas más grandes.
Tal como se indicó, está presente un agente reticulante en el recubrimiento 18 imprimible para garantizar que se forme un recubrimiento altamente reticulado. En particular, la mezcla de aglutinantes formadores de película puede reaccionar con el agente reticulante para formar un material reticulado tridimensional alrededor de las micropartículas 19 para mantener y asegurar las micropartículas 19 en su lugar en el recubrimiento 18 imprimible.
Generalmente, se contempla que puede utilizarse cualquier par de mezcla de aglutinantes formadores de película y agente reticulante que reaccione para formar la estructura polimérica tridimensional. Los aglutinantes poliméricos de reticulación particularmente adecuados incluyen aquellos que contienen grupos carboxilo reactivos. Los aglutinantes de reticulación a modo de ejemplo que incluyen grupos carboxilo incluyen compuestos acrílicos, poliuretanos, copolímeros de etileno-ácido acrílico, y así sucesivamente. Otros aglutinantes de reticulación deseables incluyen aquellos que contienen grupos hidroxilo reactivos. Los agentes de reticulación que pueden usarse para reticular aglutinantes que tienen grupos carboxilo incluyen aziridinas polifuncionales, resinas epoxídicas, carbodiimida, polímeros funcionales de oxazolina, y así sucesivamente. Los agentes de reticulación que pueden usarse para reticular aglutinantes que tienen grupos hidroxilo incluyen melamina-formaldehído, urea-formaldehído, aminaepiclorhidrina, isocianatos multifuncionales, y así sucesivamente.
En una realización particular, el material polimérico reticulable incluye una mezcla de al menos un componente acrílico (por ejemplo, un copolímero de etileno-ácido acrílico), un componente de uretano y un componente de poli(alcohol vinílico). Sin desear estar vinculado a ninguna teoría particular, se cree que el componente acrílico y un componente de uretano pueden proporcionar resistencia a disolventes al recubrimiento imprimible. En una realización, el componente de poli(alcohol vinílico) del material polimérico reticulable está completamente hidrolizado.
En una realización particular, el poli(alcohol vinílico) parcialmente hidrolizado tiene un grado de hidrolización que es de aproximadamente el 75% a aproximadamente el 90% (por ejemplo, de aproximadamente el 85% a aproximadamente el 90%). El poli(alcohol vinílico) parcialmente hidrolizado es un componente hinchable que ayuda a la calidad de impresión por chorro de tinta a través de la mejora del tiempo de secado y la densidad de color. Además, el poli(alcohol vinílico) parcialmente hidrolizado puede ayudar a reducir la granulosidad, particularmente cuando el sustrato de base está en una película). Sin embargo, si está presente demasiado poli(alcohol vinílico) parcialmente hidrolizado en la película, puede verse comprometida la resistencia a disolventes del recubrimiento imprimible.
También puede estar presente un catalizador de reticulación en el recubrimiento 18 imprimible para ayudar a garantizar que se produce una reticulación suficiente durante el curado. Por ejemplo, el catalizador de reticulación puede ser un agente de curado de imidazol. Sin embargo, en determinadas realizaciones, el recubrimiento puede estar libre de un catalizador de reticulación de este tipo.
El recubrimiento 18 imprimible incluye un polielectrolito catiónico que sirve como agente de fijación de tinte catiónico. El recubrimiento imprimible puede incluir de aproximadamente el 0,1% en peso a aproximadamente el 5% en peso del agente de fijación de tinte catiónico.
También pueden estar presentes otros aditivos, tales como agentes de procesamiento, en el recubrimiento imprimible, incluyendo, pero sin limitarse a, espesantes, dispersantes, emulsionantes, modificadores de viscosidad, humectantes, modificadores de pH, etc. También pueden estar presentes tensioactivos en el recubrimiento imprimible para ayudar a estabilizar la emulsión antes de y durante la aplicación. Por ejemplo, el/los tensioactivo(s) puede(n) estar presente(s) en el recubrimiento imprimible hasta aproximadamente el 5%, tal como desde aproximadamente el 0,1% hasta aproximadamente el 1%, basado en el peso del recubrimiento secado. Los tensioactivos a modo de ejemplo pueden incluir tensioactivos no iónicos, tales como un tensioactivo no iónico que tiene un grupo poli(óxido de etileno) hidrófilo (en promedio, tiene 9,5 unidades de óxido de etileno) y un grupo hidrocarburo lipófilo o hidrófobo (por ejemplo, 4-(1,1,3,3-tetrametilbutil)-fenilo), tal como disponible comercialmente como Triton® X-100 de Rohm & Haas Co. de Filadelfia, Pa. En una realización particular, puede estar presente una combinación de al menos dos tensioactivos en el recubrimiento imprimible.
Pueden estar presentes modificadores de viscosidad en el recubrimiento imprimible. Los modificadores de viscosidad son útiles para controlar la reología de los recubrimientos en su aplicación. Por ejemplo, puede incluirse poliacrilato de sodio (tal como Paragum 265 de Para-Chem Southern, Inc., Simpsonville, Carolina del Sur) en el recubrimiento imprimible. El modificador de viscosidad puede incluirse en cualquier cantidad, tal como hasta aproximadamente el 5% en peso, tal como de aproximadamente el 0,1% a aproximadamente el 1% en peso.
Además, pueden estar presentes pigmentos y otros agentes colorantes en el recubrimiento imprimible de tal manera que el recubrimiento imprimible proporciona un color de fondo al sustrato imprimible. Por ejemplo, el recubrimiento imprimible puede incluir además un opacificante con un tamaño de partícula y una densidad muy adecuados para la dispersión de luz (por ejemplo, partículas de óxido de aluminio, partículas de óxido de titanio, y similares). Estos opacificantes pueden ser partículas de óxido metálico adicionales dentro de la matriz de polímero del recubrimiento imprimible. Estos opacificantes pueden estar presentes en el recubrimiento imprimible desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 25% en peso, tal como desde aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 10% en peso.
Cuando se desea tener un recubrimiento imprimible relativamente claro o transparente, el recubrimiento imprimible puede estar sustancialmente libre de pigmentos, agentes opacificantes y otros agentes colorantes (por ejemplo, libre de partículas metálicas, partículas metalizadas, partículas de arcilla, etc.) distintos de las micropartículas inorgánicas. En estas realizaciones, la lámina de base subyacente puede observarse a través del recubrimiento imprimible, excepto cuando se imprime una imagen en el recubrimiento imprimible.
En una realización particular, el recubrimiento 18 imprimible se forma aplicando un precursor de recubrimiento imprimible en la superficie de la lámina de base, en el que el precursor de recubrimiento imprimible incluye la pluralidad de micropartículas inorgánicas (concretamente, una primera pluralidad de primeras partículas de dióxido de silicio y una segunda pluralidad de segundas partículas de dióxido de silicio), la mezcla de aglutinantes formadores de película, el agente reticulante y el poli(alcohol vinílico) parcialmente hidrolizado. En una realización, el precursor de recubrimiento imprimible es una mezcla acuosa de la mezcla de aglutinantes formadores de película (por ejemplo, en una disolución de látex), una disolución del poli(alcohol vinílico) parcialmente hidrolizado, una dispersión de la pluralidad de micropartículas inorgánicas (por ejemplo, una primera pluralidad de primeras partículas de dióxido de silicio y una segunda pluralidad de segundas partículas de dióxido de silicio) y el agente de fijación de tinte catiónico, y el agente reticulante.
La composición de precursor de recubrimiento imprimible puede aplicarse al sustrato de etiqueta mediante técnicas de recubrimiento conocidas, tales como mediante procedimientos de recubrimiento por rodillo, paleta, varilla de Meyer y cuchilla de aire. Luego, el precursor de recubrimiento imprimible puede secarse y curarse en la superficie para reticular la mezcla de aglutinantes formadores de película y el poli(alcohol vinílico) parcialmente hidrolizado. Si bien puede aplicarse cierto calor para secar el precursor (es decir, suficiente calor para eliminar el agua y cualquier otro disolvente), el calor no es necesario para el curado en realizaciones particulares. Como tal, el curado puede lograrse a temperatura ambiente (por ejemplo, de aproximadamente 20°C a aproximadamente 25°C). Sin embargo, aplicar calor para el curado puede aumentar el tiempo requerido para el curado del recubrimiento.
En realizaciones particulares, la técnica de recubrimiento es un método de aplicación que requiere una viscosidad relativamente baja (por ejemplo, procedimientos de recubrimiento por rodillo, paleta, varilla de Meyer y cuchilla de aire). En tales realizaciones, la viscosidad del recubrimiento imprimible puede ser de aproximadamente 100 a aproximadamente 200 milipascales-segundo (mPas) (de 100 a aproximadamente 200 centipoise (cP)). Generalmente se cree que la viscosidad relativamente baja se genera por la presencia del poli(alcohol vinílico) parcialmente hidrolizado en la composición de precursor de recubrimiento imprimible.
Alternativamente, el recubrimiento imprimible puede ser una película laminada a la lámina de base. Luego, el sustrato imprimible resultante puede secarse por medio de, por ejemplo, tambores calentados por vapor, impacto de aire, calentamiento radiante, o alguna combinación de los mismos. En una realización particular, el recubrimiento imprimible puede formarse aplicando una emulsión polimérica sobre la superficie de la lámina de base, seguido de secado. Del mismo modo, una capa adhesiva, cuando está presente, puede aplicarse a la superficie opuesta de la lámina de base mediante cualquier técnica.
El peso base del recubrimiento 18 imprimible generalmente puede variar desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 70 g/m2, tal como desde aproximadamente 3 hasta aproximadamente 50 g/m2. En realizaciones particulares, el peso base del recubrimiento imprimible puede variar desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 40 g/m2, tal como desde aproximadamente 7 hasta aproximadamente 25 g/m2
II. Sustratos imprimibles
La figura 1 muestra un sustrato 10 imprimible a modo de ejemplo que tiene un recubrimiento 18 imprimible tal como se describió anteriormente. El recubrimiento 18 imprimible define una superficie 20 imprimible externa del sustrato 10 imprimible. Se muestra que el recubrimiento 18 imprimible recubre la primera superficie 14 de la lámina 12 de base. En la realización de la figura 2, se muestra que una capa 22 adhesiva recubre la segunda superficie 15 opuesta de la lámina 12 de base. Aunque se muestra con una capa 22 adhesiva en la figura 2, el sustrato 10 imprimible puede emplear cualquier conector disponible para unir el sustrato de etiqueta recubierto al material/producto que va a etiquetarse. Otros conectores adecuados incluyen, por ejemplo, elementos de unión (por ejemplo, alambres, cables, cadenas, cuerdas, y similares), cinta adhesiva (por ejemplo, el uso de cinta adhesiva para asegurar el sustrato de etiqueta al producto), etc.
El recubrimiento 18 imprimible se muestra en la realización a modo de ejemplo de la figura 1 recubriendo directamente la primera superficie 14 de la lámina 12 de base (es decir, no existe ninguna capa intermedia entre la primera superficie 14 de la lámina 12 de base y el recubrimiento 18 imprimible). Del mismo modo, la capa 22 adhesiva se muestra en la realización a modo de ejemplo de la figura 2 recubriendo directamente la segunda superficie 15 de la lámina 12 de base (es decir, no existe ninguna capa intermedia entre la segunda superficie 15 de la lámina 12 de base y la capa 22 adhesiva). En otras realizaciones, sin embargo, puede(n) estar presente(s) capa(s) intermedia(s) entre la lámina 12 de base y el recubrimiento 18 imprimible y/o entre la lámina 12 de base y la capa 22 adhesiva.
La lámina de base es generalmente flexible y tiene superficies primera y segunda. Por ejemplo, el sustrato de etiqueta puede ser una película (por ejemplo, una película polimérica) o una banda no tejida celulósica. Además de flexibilidad, la lámina de base también proporciona resistencia para la manipulación, el recubrimiento, la laminación y otras operaciones asociadas con la fabricación de la misma. El peso base del sustrato de etiqueta generalmente puede variar, tal como desde aproximadamente 30 hasta aproximadamente 250 g/m2 (por ejemplo, de aproximadamente 40 a aproximadamente 150 g/m2). Las láminas de base adecuadas incluyen, pero no se limitan a, bandas no tejidas celulósicas y películas poliméricas. En realizaciones particulares, el sustrato de base es una película polimérica formada a partir de polipropileno, polietileno, o un laminado de los mismos (por ejemplo, que tiene un núcleo central polipropileno y una cubierta exterior de polietileno).
La capa 22 adhesiva puede ser un adhesivo sensible a la presión, una cola aplicada o un adhesivo húmedo, o cualquier otro tipo de material adhesivo adecuado. Por ejemplo, la capa adhesiva puede incluir caucho natural, copolímeros de estireno-butadieno, polímeros acrílicos, polímeros de acetato de vinilo, copolímeros de etilenoacetato de vinilo, y similares.
Las figuras 3 y 4 muestran una lámina 30 desprendible que puede unirse al sustrato 10 imprimible para proteger la capa 22 adhesiva hasta que el sustrato 10 imprimible va a aplicarse a su superficie final. La lámina 30 desprendible incluye una capa 32 desprendible que recubre una lámina 34 de base. La capa 32 desprendible permite que la lámina 30 desprendible se desprende del sustrato 10 imprimible para exponer la capa 22 adhesiva de tal manera que el sustrato 10 imprimible puede adherirse a su superficie final a través de la capa 22 adhesiva.
La lámina 34 de base de la lámina 30 desprendible puede ser cualquier película o banda (por ejemplo, una banda de papel). Por ejemplo, la lámina 34 de base puede fabricarse generalmente a partir de cualquiera de los materiales descritos anteriormente con respecto al sustrato de etiqueta.
La capa 32 desprendible se incluye generalmente para facilitar el desprendimiento de la lámina 30 desprendible a partir de la capa 22 adhesiva. La capa 32 desprendible puede fabricarse a partir de una amplia variedad de materiales bien conocidos en la técnica de preparación de etiquetas desprendibles, cintas de protección, etc. Aunque se muestra como dos capas independientes en las figuras 3-4, la capa 32 desprendible puede incorporarse dentro de la lámina de base 34 de modo que aparezcan como una capa que tiene propiedades de desprendimiento. Para aplicar la etiqueta a una superficie, en primer lugar se separa la lámina desprendible del sustrato de etiqueta recubierto para exponer la capa adhesiva del sustrato de etiqueta recubierto. La lámina desprendible puede descartarse y el sustrato de etiqueta recubierto puede adherirse a una superficie a través de la capa adhesiva. III. Impresión sobre el recubrimiento imprimible del sustrato imprimible
Puede formarse una imagen en el recubrimiento imprimible del sustrato de etiqueta de recubrimiento imprimiendo una composición de tinta sobre el recubrimiento imprimible. En particular, los métodos de impresión por chorro de tinta pueden imprimir la composición de tinta en el recubrimiento imprimible. Las tintas de chorro de tinta normalmente pueden ser tintas a base de pigmentos (por ejemplo, tintas Durabrite® de Epson), tintas a base de tintes (por ejemplo, tintas Calria® de Epson), tintas a base de agua que son tintas de sublimación sensibles al calor pero que todavía se clasifican como tintes (por ejemplo, tales como las disponibles de Sawgrass Technology). Las figuras 5-6 muestran una composición 40 de tinta en el recubrimiento 18 imprimible del sustrato 10 imprimible. La composición de tinta puede formar cualquier imagen deseada en el recubrimiento imprimible. Normalmente, la composición de la composición de tinta variará en función del procedimiento de impresión utilizado, tal como se conoce bien en la técnica.
Los expertos habituales en la técnica apreciarán que la descripción anterior es a modo de ejemplo solamente, y no se pretende que limite la invención tal como se describe adicionalmente en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Sustrato imprimible que comprende
una lámina de base que define una primera superficie y una segunda superficie; y
un recubrimiento imprimible en la primera superficie, en el que el recubrimiento imprimible comprende una mezcla de aglutinantes formadores de película, un agente reticulante, un poli(alcohol vinílico) parcialmente hidrolizado, una primera pluralidad de primeras micropartículas de dióxido de silicio, una segunda pluralidad de segundas micropartículas de dióxido de silicio y un polielectrolito catiónico que sirve como agente de fijación de tinte catiónico, en el que la mezcla de aglutinantes formadores de película y el agente reticulante son capaces de reaccionar para formar un material reticulado tridimensional, y en el que las primeras micropartículas de dióxido de silicio tienen un diámetro promedio que es más pequeño que un diámetro promedio de las segundas micropartículas de dióxido de silicio,
caracterizado porque el recubrimiento imprimible comprende del 1% en peso al 10% en peso de micropartículas inorgánicas.
2. Sustrato imprimible según la reivindicación 1, en el que las primeras micropartículas de dióxido de silicio y las segundas micropartículas de dióxido de silicio tienen un área de superficie diferente entre sí.
3. Sustrato imprimible según la reivindicación 1, en el que la mezcla de aglutinantes formadores de película comprende un componente de uretano, un componente acrílico y un componente de poli(alcohol vinílico).
4. Sustrato imprimible según la reivindicación 1, en el que la mezcla de aglutinantes formadores de película comprende un polímero acrílico de etileno, un componente de poli(alcohol vinílico) completamente hidrolizado, o una mezcla de los mismos.
5. Sustrato imprimible según la reivindicación 1, en el que las primeras micropartículas de dióxido de silicio tienen un diámetro promedio de desde 3 |im hasta 7 |im, y en el que las segundas micropartículas de dióxido de silicio tienen un diámetro promedio de desde 8 |im hasta 12 |im.
6. Sustrato imprimible según la reivindicación 1, en el que la primera pluralidad de micropartículas de dióxido de silicio constituyen del 60% al 80% del peso total de todas las micropartículas inorgánicas presentes en el recubrimiento imprimible, y en el que la segunda pluralidad de micropartículas de dióxido de silicio constituyen del 20% al 40% del peso total de todas las micropartículas inorgánicas presentes en el recubrimiento imprimible, y además en el que el recubrimiento imprimible está libre de cualesquiera micropartículas inorgánicas adicionales a la primera pluralidad de primeras micropartículas de dióxido de silicio y la segunda pluralidad de segundas micropartículas de dióxido de silicio.
7. Sustrato imprimible según la reivindicación 1, en el que el sustrato imprimible tiene un nivel de brillo de 50 a 60 basado en la medición de un medidor de brillo ajustado con un ángulo de medición de 75 grados con respecto a la superficie externa del recubrimiento imprimible.
8. Sustrato imprimible según la reivindicación 1, en el que el recubrimiento imprimible recubre directamente la primera superficie de la lámina de base sin ninguna capa intermedia presente entre el recubrimiento imprimible y la primera superficie.
9. Sustrato imprimible según la reivindicación 1, que comprende además:
un conector configurado para unir el sustrato imprimible a un producto para su etiquetado, en el que el conector es una capa adhesiva que recubre la segunda superficie de la lámina de base.
10. Sustrato imprimible según la reivindicación 1, en el que el recubrimiento imprimible define una superficie externa del sustrato imprimible.
11. Método para formar una imagen en un sustrato imprimible, comprendiendo el método:
imprimir una composición de tinta sobre la superficie externa del sustrato imprimible según la reivindicación 10.
12. Sustrato impreso que comprende una composición de tinta aplicada a una superficie externa del sustrato de etiqueta recubierto formado por el recubrimiento imprimible del sustrato imprimible según la reivindicación 1, en el que la composición de tinta define una imagen en la superficie externa.
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