ES2958585T3 - Conjunto de tinta para grabación por chorro de tinta - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a: un juego de tinta para grabación por inyección de tinta, incluyendo el juego de tinta al menos una tinta a base de agua (I) y una tinta a base de agua (II), en donde la tinta (I) contiene un pigmento (A1) que incluye una estructura derivada de ácido barbitúrico, y la tinta (II) contiene un pigmento diceto-pirrolo-pirol (A2); un método para realizar grabación por inyección de tinta usando el juego de tinta; y un artículo grabado con inyección de tinta. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Conjunto de tinta para grabación por chorro de tinta
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta, a un método de impresión por chorro de tinta que usa el conjunto de tinta, y a un material impreso por chorro de tinta.
Antecedentes de la invención
En los métodos de impresión por chorro de tinta, las gotitas de tinta se expulsan directamente sobre un medio de impresión desde boquillas muy finas y se permite su adhesión al medio de impresión para obtener un material impreso en el que se forman caracteres o imágenes impresos. Los métodos de impresión por chorro de tinta se han usado ahora no sólo en aplicaciones de impresión para los consumidores habituales, sino también recientemente en aplicaciones de impresión comercial e industrial, debido a diversas ventajas tales como la facilidad de una coloración completa, el bajo coste, la capacidad de usar un papel normal como medio de impresión, la ausencia de contacto con los caracteres o las imágenes impresos, etc.
Por otro lado, también se ha requerido imprimir caracteres o imágenes en un medio de impresión de baja absorción de agua tal como un papel satinado, un papel estucado, etc., o un medio de impresión de nula absorción de agua con propósitos de impresión comercial usando una película de resina sintética tal como una película de resina de poli(cloruro de vinilo), una película de resina de polipropileno, una película de resina de poliéster, etc.
Por ejemplo, el documento JP 2014-205767A (documento de patente 1) divulga un conjunto de tinta de chorro de tinta acuosa como tinta para impresión por chorro de tinta que es excelente en cuanto a imprimibilidad en un sustrato de baja absorción de agua tal como un papel estucado, un papel satinado o una lámina de poli(cloruro de vinilo), etc., y está constituido por una tinta cián, una tinta magenta y una tinta amarilla que contienen, cada una, al menos un pigmento, un disolvente orgánico y agua, en el que el disolvente orgánico incluye un disolvente orgánico soluble en agua que tiene un punto de ebullición específico. En el documento de patente 1 también se describe que la tinta magenta contiene un pigmento de quinacridona tal como pigmento rojo C.I. 122, etc., y la tinta amarilla contiene al menos un pigmento seleccionado del grupo que consiste en pigmento amarillo C.I. 120, pigmento amarillo C.I. 150 y pigmento amarillo C.I. 155.
El documento JP 2006-225654A (documento de patente 2) divulga una mezcla acuosa combinada de pigmentos para impresión por chorro de tinta que es capaz de mostrar una alta claridad de colores, y contiene un pigmento, un ácido carboxílico polimérico copolimerizado, un tensioactivo no iónico o aniónico, etc. En los ejemplos del documento de patente 2 también se describe que las tintas de pigmentos individuales tales como una tinta amarilla y una tinta magenta se usaron individualmente para la impresión y, además, la impresión se llevó a cabo usando una tinta que contiene pigmento amarillo C.I. 74 y una tinta que contiene pigmento rojo C.I. 122, o usando una tinta mixta que está constituida por una tinta que contiene pigmento rojo C.I. 254 y una tinta que contiene pigmento rojo C.I. 122 en combinación con una tinta que contiene pigmento amarillo C.I. 74.
El documento JP 2007-98661A (documento de patente 3) divulga una tinta usada en una unidad de tinta que tiene una precisión de expulsión de tinta mejorada, que contiene un colorante no soluble en agua, un disolvente orgánico soluble en agua, un dispersante polimérico que está constituido por un copolímero de bloque que contiene al menos un bloque hidrófobo y al menos un bloque hidrófilo, y agua. En los ejemplos del documento de patente 3 también se describe que las tintas de pigmentos respectivas se usaron individualmente para la impresión.
Sumario de la invención
La presente invención se refiere a un conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta, que contiene al menos una tinta a base de agua (I) y una tinta a base de agua (II), en el que:
la tinta a base de agua (I) contiene un pigmento (A1) que tiene una estructura derivada del ácido barbitúrico; y la tinta a base de agua (II) contiene un pigmento de dicetopirrolopirrol (A2).
Descripción detallada de la invención
Los materiales impresos que usan un medio de impresión de nula absorción de agua o de baja absorción de agua tal como un papel satinado, un papel estucado, etc., así como una película de resina sintética, se han usado a menudo en aplicaciones de exterior tales como carteles publicitarios de exterior. En las aplicaciones de exterior, se ha requerido que los materiales impresos tengan un menor cambio en el tono debido a la luz, al calor, a la humedad, etc., concretamente que muestren una excelente resistencia a la intemperie.
Se sabe que los pigmentos de quinacridona tales como pigmento rojo C.I. 122, etc., tal como se usan en los documentos de patente 1 y 2, son pigmentos excelentes en cuanto a resistencia a la intemperie. Sin embargo, cuando se forma una región de imagen que muestra un único tono usando pigmento rojo C.I. 122 como pigmento basado en magenta en combinación con un pigmento amarillo, a veces tiende a producirse el problema de que la región de imagen que contiene ambos pigmentos es insuficiente en cuanto a resistencia a la intemperie. Las tecnologías descritas en los documentos de patente 1 a 3 no han logrado suprimir suficientemente el cambio en el tono de la región de imagen que contiene un pigmento basado en rojo tal como un pigmento magenta, un pigmento rojo y un pigmento naranja, y un pigmento amarillo, cuando se usan en aplicaciones de exterior. Por tanto, se ha requerido proporcionar tecnologías para suprimir el cambio en el tono de una región de imagen de este tipo.
La presente invención se refiere a un conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta que es capaz de proporcionar un material impreso que muestra un menor cambio en el tono de una región de imagen que contiene un pigmento basado en rojo y un pigmento amarillo y es excelente en cuanto a resistencia a la intemperie incluso cuando se usa en aplicaciones de exterior, a un método de impresión por chorro de tinta que usa el conjunto de tinta, y a un material impreso por chorro de tinta.
Mientras tanto, el término “baja absorción de agua”, tal como se usa en la presente memoria descriptiva, significa un concepto que incluye tanto “propiedades de baja absorción de agua” como “propiedades de nula absorción de agua”, más específicamente, significa que la absorción de agua de un medio de impresión tal como se mide poniendo en contacto el medio de impresión con agua pura durante 100 milisegundos es de no menos de 0 g/m2 y no más de 10 g/m2.
Además, el término “formación de imágenes”, tal como se usa en el presente documento, significa un concepto que incluye impresión o mecanografiado para formar caracteres o imágenes, y el término “material impreso”, tal como se usa en el presente documento, significa un concepto que incluye materiales impresos o materiales mecanografiados en los que se forman caracteres o imágenes.
Los presentes inventores han hallado que, mediante el uso de un conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta que contiene una combinación de tintas que contienen, cada una, un pigmento que tiene una estructura específica llevando a cabo un método de impresión por chorro de tinta que usa el conjunto de tinta, es posible obtener un material impreso que muestra un menor cambio en el tono de una región de imagen que contiene un pigmento basado en rojo y un pigmento amarillo y es excelente en cuanto a resistencia a la intemperie incluso cuando se usa en aplicaciones de exterior.
Es decir, la presente invención se refiere a los siguientes aspectos [1] a [3].
[1] Un conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta, que contiene al menos una tinta a base de agua (I) y una tinta a base de agua (II), en el que:
la tinta a base de agua (I) contiene un pigmento (A1) que tiene una estructura derivada del ácido barbitúrico; y la tinta a base de agua (II) contiene un pigmento de dicetopirrolopirrol (A2).
[2] Un método de impresión por chorro de tinta, en el que el conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta según el aspecto [1] anterior se carga en un aparato de impresión por chorro de tinta para formar caracteres o imágenes en un medio de impresión mediante un procedimiento que incluye las siguientes etapas 1 y 2:
Etapa 1: expulsar una de la tinta a base de agua (I) y la tinta a base de agua (II) sobre el medio de impresión; y Etapa 2: expulsar adicionalmente la otra de la tinta a base de agua (I) y la tinta a base de agua (II) sobre la una de la tinta a base de agua (I) y la tinta a base de agua (II) previamente expulsada sobre el medio de impresión en la etapa 1, de manera solapada.
[3] Un material impreso por chorro de tinta que incluye caracteres o imágenes formados en un medio de impresión, en el que una región de imagen que muestra un único tono en las imágenes contiene un pigmento (A1) que tiene una estructura derivada del ácido barbitúrico y un pigmento de dicetopirrolopirrol (A2).
Según la presente invención, es posible proporcionar un conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta que es capaz de proporcionar un material impreso que muestra un menor cambio en el tono de una región de imagen que contiene un pigmento basado en rojo y un pigmento amarillo y es excelente en cuanto a resistencia a la intemperie incluso cuando se usa en aplicaciones de exterior, un método de impresión por chorro de tinta que usa el conjunto de tinta, y un material impreso por chorro de tinta.
[Conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta]
El conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta según la presente invención (también denominado simplemente a continuación en el presente documento “conjunto de tinta”) contiene al menos una tinta a base de agua (I) (también denominada simplemente a continuación en el presente documento “tinta (I)”) y una tinta a base de agua (II) (también denominada simplemente a continuación en el presente documento “tinta (II)”), en el que la tinta (I) contiene un pigmento (A1) que tiene una estructura derivada del ácido barbitúrico y la tinta (II) contiene un pigmento de dicetopirrolopirrol (A2).
El conjunto de tinta de la presente invención se usa como tinta para impresión por chorro de tinta para formar caracteres o imágenes incluyendo una región de imagen que contiene el pigmento (A1) que tiene una estructura derivada del ácido barbitúrico y el pigmento de dicetopirrolopirrol (A2) y muestra un único tono. Los caracteres o las imágenes formados mediante el método de impresión por chorro de tinta que usa el conjunto de tinta pueden ser aquellos que incluyen al menos parcialmente una región de imagen que contiene el pigmento (A1) que tiene una estructura derivada del ácido barbitúrico y el pigmento de dicetopirrolopirrol (A2) y muestra un único tono, y también pueden incluir una región de imagen de este tipo que está formada por la tinta (I) únicamente o una región de imagen de este tipo que está formada por la tinta (II) únicamente. Además, en el caso en el que el conjunto de tinta contiene otra tinta a base de agua distinta de la tinta (I) y la tinta (II), los caracteres o las imágenes formados usando el conjunto de tinta también pueden incluir una región de imagen formada por la otra tinta a base de agua únicamente.
Mientras tanto, el término “a base de agua”, tal como se usa en la presente memoria descriptiva, significa que el agua tiene el mayor contenido entre los componentes de un medio de dispersión contenido en la tinta.
El motivo por el que el conjunto de tinta de la presente invención, en el que la tinta a base de agua que contiene el pigmento que tiene una estructura derivada del ácido barbitúrico se usa en combinación con la tinta a base de agua que contiene el pigmento de dicetopirrolopirrol, es capaz de proporcionar un material impreso que muestra un menor cambio en el tono de una región de imagen que contiene el pigmento basado en rojo y el pigmento amarillo y es excelente en cuanto a resistencia a la intemperie incluso cuando se usa en aplicaciones de exterior se considera el siguiente, aunque aún no se ha determinado claramente.
Es decir, la estructura derivada del ácido barbitúrico incluye un anillo de seis miembros que contiene un enlace amida en una parte del mismo, y el pigmento de dicetopirrolopirrol incluye un anillo de cinco miembros que contiene un enlace amida en una parte del mismo. Por este motivo, se considera que los pigmentos usados en combinación entre sí pueden mostrar un estado electrónico estabilizado por la similitud de sus estructuras y por una interacción electrostática entre los mismos, tal como un enlace de hidrógeno entre las moléculas de los mismos, debido a las estructuras moleculares de los pigmentos respectivos y, por tanto, cuando se usan los pigmentos en combinación entre sí, en lugar de usar los pigmentos respectivos individualmente, es posible suprimir el cambio en el tono de la región de imagen debido a la luz, al calor, a la humedad, etc.
<Pigmento>
[Pigmento (A1)]
La tinta a base de agua (I) contiene el pigmento (A1) que tiene una estructura derivada del ácido barbitúrico.
El pigmento (A1) es un pigmento amarillo. Los ejemplos específicos del pigmento (A1) incluyen pigmentos amarillos cuyos colores se clasifican en el amarillo en la clasificación de índices de color, tales como pigmento amarillo C.I.
150, pigmento amarillo C.I. 139, pigmento amarillo C.I. 185, etc. Entre estos pigmentos, desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante, se prefieren un complejo de ácido azobarbitúrico-metal representado por la siguiente fórmula general (1) que tiene una estructura derivada del ácido barbitúrico incluyendo un sitio de unión con un grupo azo, o un tautómero del mismo. El tautómero del complejo de ácido azobarbitúrico-metal tiene una estructura que contiene grupos azometino.
En la fórmula general (1), M1 es un ion divalente o trivalente de un metal tal como Fe, Co, Ni, Zn, etc. Estos iones metálicos pueden usarse solos o en combinación de cualesquiera dos o más de los mismos siempre que puedan mostrar un tono de amarillo. Los ejemplos específicos de los iones metálicos incluyen iones metálicos divalentes o trivalentes tales como Fe2+, Fe3+2/3, Co2+, Co3+2/3, Ni2+, Zn2+, etc.
Entre estos pigmentos, se prefiere más el pigmento amarillo C.I. 150 (también denominado simplemente a continuación en el presente documento “PY150”) en forma de un pigmento complejo de ácido azobarbitúrico-níquel que tiene una estructura formada mediante la reticulación de dos moléculas de ácido barbitúrico con un grupo azo. PY150 está, por ejemplo, en forma de un pigmento de complejo metálico representado por la siguiente fórmula (1-1), o un tautómero del mismo.
Los ejemplos de productos disponibles comercialmente del pigmento (A1) incluyen “Levascreen Yellow G03”, “Levascreen Yellow G04”, “Levascreen Yellow G05” y “BAYSCRIPT Yellow 4G<f>” (nombres comerciales), todos ellos disponibles de LANXESS AG; y productos de la serie “Paliotol Yellow D” disponibles de BASF AG, tales como “Paliotol Yellow D 1155” y “Paliotol Yellow D 1819”, etc.
Mientras tanto, estos pigmentos (A1) pueden usarse solos o en combinación de cualesquiera dos o más de los mismos.
La tinta (I) también puede contener otros pigmentos distintos del pigmento (A1) a menos que los efectos ventajosos de la presente invención se vean afectados de manera adversa por ello. El contenido del pigmento (A1) en los pigmentos contenidos en la tinta (I) es preferiblemente de no menos del 70 % en masa, más preferiblemente no menos del 80 % en masa, incluso más preferiblemente no menos del 90 % en masa y además incluso más preferiblemente no menos del 95 % en masa, y también es preferiblemente de no más del 100 % en masa.
[Pigmento (A2)]
La tinta a base de agua (II) contiene el pigmento de dicetopirrolopirrol (A2) (también denominado simplemente a continuación en el presente documento “pigmento (A2)”). El pigmento (A2) está preferiblemente en forma de un compuesto representado por la siguiente fórmula general (2).
En la fórmula general (2), X<1>y X<2>son cada uno independientemente un átomo de hidrógeno o un átomo de halógeno; Y<1>e Y<2>son cada uno independientemente un átomo de hidrógeno, un grupo -SO<3>H, un grupo -COOH, un grupo de hidrocarburo o un grupo -CN.
En la fórmula (2) mencionada anteriormente, X<1>y X<2>son cada uno preferiblemente un átomo de halógeno. Los ejemplos del átomo de halógeno incluyen un átomo de flúor, un átomo de cloro, etc.
Los ejemplos del grupo de hidrocarburo como Y<1>e Y<2>en la fórmula (2) mencionada anteriormente incluyen un grupo de hidrocarburo saturado, un grupo de hidrocarburo insaturado, un grupo de hidrocarburo alicíclico, un grupo de hidrocarburo aromático, etc.
El pigmento (A2) es un pigmento basado en rojo cuyo color se clasifica en magenta, rojo y naranja en la clasificación de índices de color. Los ejemplos específicos del pigmento (A2) incluyen pigmento rojo C.I. 254, pigmento rojo C.I.
255, pigmento rojo C.I. 264, pigmento naranja C.I. 71, pigmento naranja C.I. 73, etc. Entre estos pigmentos, desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante, se prefiere el pigmento rojo C.I. 254 como compuesto de fórmula (2) en el que X<1>y X<2>son, cada uno, un átomo de cloro, e Y<1>e Y<2>son, cada uno, un átomo de hidrógeno (también denominado simplemente a continuación en el presente documento “PR254”). Los ejemplos de productos disponibles comercialmente del pigmento de dicetopirrolopirrol (A2) incluyen productos de la serie “FASTOGEN Super Red 254” tales como “FASTOGEN Super Red 254226-0200” y “FASTOGEN Super Red 254226-5254” (nombres comerciales), todos ellos disponibles de DIC Corporation; así como productos de la serie “Irgazin Red” tales como “Irgazin Red D 3656 HD”, “Irgazin Red K 3840”, “Irgazin Red D 3842”, “Irgazin Red K 3845”, “Irgazin Red L 3551 HD”, “Irgazin Red L 3630”, “Irgazin Red L 3660 HD”, “Irgazin Red L 3661 HD” e “Irgazin Red L 3670 HD”; productos de la serie “ Irgazin Rubine” tales como “Irgazin Rubine K 4085”, “ Irgazin Rubine L 4025” e “Irgazin Rubine L 4030”; “ Irgazin Scarlet L 3550 HD”; y productos de la serie “ Irgazin Orange” tales como “Irgazin Orange D 2905”, “Irgazin Orange K 2910”, “ Irgazin Orange K 2990”, “Irgazin Orange L 2990 HD” e “Irgazin Orange L 2999 HD” (nombres comerciales), todos ellos disponibles de BASF AG; y similares.
Mientras tanto, estos pigmentos (A2) pueden usarse solos o en combinación de cualesquiera dos o más de los mismos.
La combinación del pigmento (A1) y el pigmento (A2) es preferiblemente una combinación del complejo de ácido azobarbitúrico-metal representado por la fórmula (1) mencionada anteriormente, o un tautómero del mismo, como pigmento (A1) y el compuesto representado por la fórmula (2) mencionada anteriormente como pigmento (A2), más preferiblemente una combinación de PY150 como pigmento (A1) y el compuesto representado por la fórmula (2) mencionada anteriormente como pigmento (A2), e incluso más preferiblemente una combinación de PY150 como pigmento (A1) y PR254 como pigmento (A2). El complejo de ácido azobarbitúrico-metal representado por la fórmula (1) mencionada anteriormente, o un tautómero del mismo, tiene una estructura tal que se introduce adicionalmente un doble enlace en un anillo heterocíclico derivado del ácido barbitúrico. Por este motivo, se fomenta la deslocalización de electrones en el anillo heterocíclico derivado del ácido barbitúrico, y la interacción entre el pigmento (A1) y el pigmento (A2) se vuelve más fuerte, de modo que el estado electrónico de estos pigmentos está más estabilizado. Como resultado, se considera que puede impedirse que el material impreso resultante experimente un cambio indeseable en el tono debido a la luz, al calor, a la humedad, etc.
La tinta (II) también puede contener otros pigmentos distintos del pigmento (A2) a menos que los efectos ventajosos de la presente invención se vean afectados de manera adversa por ello. El contenido del pigmento (A2) en los pigmentos contenidos en la tinta (I) es preferiblemente de no menos del 70 % en masa, más preferiblemente no menos del 80 % en masa, incluso más preferiblemente no menos del 90 % en masa y además incluso más preferiblemente no menos del 95 % en masa, y también es preferiblemente de no más del 100 % en masa.
<Polímero (B)>
Al menos una de la tinta (I) y la tinta (II) contiene además preferiblemente un polímero (B) desde el punto de vista de dispersar bien el pigmento y/o mejorar las propiedades de fijación de las tintas sobre un medio de impresión. Al menos uno del pigmento (A1) y el pigmento (A2) está preferiblemente disperso en las tintas respectivas con el polímero (B), y se prefiere más que el pigmento (A1) y el pigmento (A2) se dispersen en la tinta (I) y la tinta (II), respectivamente, con el polímero (B).
Los ejemplos del polímero (B) incluyen polímeros basados en condensación tales como poliésteres, poliuretanos, etc.; polímeros a base de vinilo; y similares. Además, también pueden usarse líquidos de dispersión de partículas de polímero disponibles comercialmente.
Los ejemplos de los líquidos de dispersión de partículas de polímero disponibles comercialmente incluyen aquellos líquidos de dispersión de partículas formados por resinas acrílicas, resinas a base de estireno, resinas a base de uretano, resinas a base de poliéster, resinas de estireno-acrílicas, resinas a base de butadieno, resinas a base de estireno-butadieno, resinas a base de cloruro de vinilo, resinas a base de acetato de vinilo, resinas a base de silicona acrílica, etc. Entre estos líquidos de dispersión, se prefieren aquellos líquidos de dispersión de partículas formados por resinas acrílicas, resinas de uretano, resinas a base de estireno-butadieno, resinas de estirenoacrílicas o resinas a base de cloruro de vinilo. Los ejemplos específicos de los líquidos de dispersión de partículas de polímero disponibles comercialmente incluyen líquidos de dispersión de partículas de polímero formados por resinas acrílicas tales como “Neocryl A1127” (resina acrílica acuosa autorreticulable aniónica) disponible de DSM NeoResins, Inc., y “JONCRYL 390” disponible de BASF Japan, Ltd.; resinas de uretano tales como “WBR-2018” y “WBR-2000U”, ambas disponibles de Taisei Fine Chemical Co., Ltd.; resinas de estireno-butadieno tales como “SR-100” y “SR-102”, ambas disponibles de Nippon A & L Inc.; resinas de estireno-acrílicas tales como “JONCRYL 7100”, “JONCRYL 734” y “JONCRYL 538”, todas ellas disponibles de BASF Japan, Ltd.; resinas a base de cloruro de vinilo tales como “VINYBLAN 701” disponible de Nissin Chemical Industry Co., Ltd.; y similares.
El polímero (B) es preferiblemente un polímero a base de vinilo obtenido mediante polimerización por adición de un monómero de vinilo (tal como un compuesto de vinilo, un compuesto de vinilideno y un compuesto de vinileno) desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante. El polímero a base de vinilo es preferiblemente un polímero que contiene grupos aromáticos, y más preferiblemente contiene una unidad constitucional derivada de un monómero que contiene grupos aromáticos (b-1) (también denominado simplemente a continuación en el presente documento “monómero (b-1)”) y una unidad constitucional derivada de un monómero que contiene grupos funcionales iónicos (b-2) (también denominado simplemente a continuación en el presente documento “monómero (b-2)”). El polímero (B) puede producirse sometiendo a copolimerización una mezcla de monómeros que contiene el monómero (b-1) y el monómero (b-2) (también denominada simplemente a continuación en el presente documento “mezcla de monómeros”).
[Monómero que contiene grupos aromáticos (b-1)]
El monómero (b-1) se usa preferiblemente como un componente monomérico del polímero (B) desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante. El monómero (b-1) es preferiblemente un monómero de vinilo que contiene un grupo aromático que tiene no menos de 6 y no más de 22 átomos de carbono que también puede contener un grupo sustituyente que contiene un heteroátomo, y más preferiblemente al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste en un monómero a base de estireno, un éster de ácido (met)acrílico que contiene grupos aromáticos y un macromonómero que contiene grupos aromáticos.
El peso molecular de cada uno del monómero a base de estireno y el éster de ácido (met)acrílico que contiene grupos aromáticos es preferiblemente de menos de 500.
Los ejemplos del monómero a base de estireno incluyen estireno, 2-metilestireno, a-metilestireno y divinilbenceno. Entre estos monómeros a base de estireno, se prefieren el estireno y el a-metilestireno.
Los ejemplos del éster de ácido (met)acrílico que contiene grupos aromáticos incluyen (met)acrilato de bencilo, (met)acrilato de fenoxietilo, etc. Entre estos ésteres de ácido (met)acrílico que contienen grupos aromáticos, se prefiere el (met)acrilato de bencilo.
Los monómeros (b-1) mencionados anteriormente pueden usarse solos o en combinación de cualesquiera dos o más de los mismos.
Mientras tanto, el término “ácido (met)acrílico”, tal como se usa en la presente memoria descriptiva, significa al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en ácido acrílico y ácido metacrílico, el término “(met)acrilato”, tal como se usa en el presente documento, significa al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en un acrilato y un metacrilato, y estos términos también se definen a continuación en el presente documento de la misma manera.
El macromonómero que contiene grupos aromáticos está en forma de un compuesto que contiene un grupo funcional polimerizable en un extremo terminal del mismo y que tiene un peso molecular promedio en número de no menos de 500 y no más de 100.000. El grupo funcional polimerizable unido a un extremo terminal del macromonómero es preferiblemente un grupo acriloiloxilo o un grupo metacriloiloxilo, y más preferiblemente un grupo metacriloiloxilo.
El peso molecular promedio en número del macromonómero que contiene grupos aromáticos es preferiblemente de no menos de 1.000 y no más de 10.000. Mientras tanto, el peso molecular promedio en número puede medirse mediante cromatografía de permeación en gel usando cloroformo que contiene 1 mmol/l de dodecildimetilamina como disolvente y usando poliestirenos monodispersos que tienen pesos moleculares conocidos como sustancia patrón de referencia.
Los ejemplos de un monómero que contiene grupos aromáticos que constituye el macromonómero que contiene grupos aromáticos incluyen el monómero a base de estireno y el éster de ácido (met)acrílico que contiene grupos aromáticos que se usan como monómero (b-1) mencionado anteriormente, etc. Entre estos monómeros que contienen grupos aromáticos, se prefieren el estireno y el (met)acrilato de bencilo, y se prefiere más el estireno. Los ejemplos específicos del macromonómero a base de estireno incluyen “AS-6(S)”, “AN-6(S)” y “HS-6(S)” (nombres comerciales), todos ellos disponibles de Toagosei Co., Ltd., etc.
El monómero (b-1) es preferiblemente el monómero a base de estireno, más preferiblemente al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste en estireno, 2-metilestireno, a-metilestireno y divinilbenceno, incluso más preferiblemente al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste en estireno y a-metilestireno, y además incluso más preferiblemente una combinación de estireno y a-metilestireno.
[Monómero que contiene grupos funcionales iónicos (b-2)]
Los ejemplos del monómero (b-2) incluyen un monómero que contiene grupos catiónicos y un monómero que contiene grupos aniónicos. Entre estos monómeros, desde el punto de vista de mejorar la dispersabilidad del pigmento así como desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante, se prefiere un monómero que contiene grupos aniónicos. Los ejemplos del grupo aniónico incluyen grupos que son capaces de liberar iones de hidrógeno tras su disociación para permitir que el monómero muestre acidez, tal como un grupo carboxilo (-COOM<2>), un grupo ácido sulfónico (-SO<3>M<2>), un grupo ácido fosfórico (-OPO<3>M<22>), etc., y formas iónicas disociadas de estos grupos (tales como -COO<'>, -SO<3 '>, -OPO<32'>y -OPO<3->M<2>), etc. En las fórmulas químicas mencionadas anteriormente, M<2>es un átomo de hidrógeno, un metal alcalino, amonio o un amonio orgánico.
Los ejemplos del monómero que contiene grupos carboxilo incluyen ácido (met)acrílico, ácido crotónico, ácido itacónico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido citracónico, ácido 2-metacriloiloximetilsuccínico, etc.
Los ejemplos del monómero que contiene grupos ácido sulfónico incluyen ácido estirenosulfónico, ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico, (met)acrilato de 3-sulfopropilo, etc.
Los ejemplos del monómero que contiene grupos ácido fosfórico incluyen ácido vinilfosfónico, fosfato de vinilo, fosfato de bis(metacriloxietilo), fosfato de difenil-2-acriloiloxietilo, fosfato de difenil-2-metacriloiloxietilo, etc.
El monómero (b-2) es preferiblemente el monómero que contiene grupos aniónicos, más preferiblemente el monómero que contiene grupos carboxilo, incluso más preferiblemente al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste en ácido (met)acrílico, ácido crotónico, ácido itacónico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido citracónico, ácido 2-metacriloiloximetilsuccínico, y además incluso más preferiblemente ácido (met)acrílico.
El polímero (B) puede contener además una unidad constitucional derivada de otro monómero distinto de los monómeros (b-1) y (b-2) a menos que los efectos ventajosos de la presente invención se vean afectados de manera adversa por ello. Los ejemplos del otro monómero incluyen ésteres alquílicos de ácido (met)acrílico tales como (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de (iso)propilo, (met)acrilato de(iso-o terc-)butilo, (met)acrilato de (iso)amilo, (met)acrilato de ciclohexilo, (met)acrilato de 2-etilhexilo, (met)acrilato de (iso)octilo, (met)acrilato de (iso)decilo, (met)acrilato de (iso)dodecilo, (met)acrilato de (iso)estearilo, etc.; (met)acrilatos de hidroxialquilo tales como (met)acrilato de 2-hidroxietilo, (met)acrilato de 3-hidroxipropilo, etc.; (met)acrilatos de polialquilenglicol tales como (met)acrilato de polietilenglicol (n = de 2 a 30 en el que n representa el número molar promedio de adición de grupos oxialquileno: definido a continuación en el presente documento de la misma manera), (met)acrilato de polipropilenglicol (n = de 2 a 30), etc.; (met)acrilatos de alcoxipolialquilenglicol tales como (met)acrilato de metoxipolietilenglicol (n = de 1 a 30), etc.; (met)acrilato de fenoxi(copolímero de etilenglicol/propilenglicol) (n = de 1 a 30 en el que n para el etilenglicol es de 1 a 29); y similares.
Mientras tanto, los términos“(iso-otere-)"e “(iso)”, tal como se usan en la presente memoria descriptiva, significan tanto la estructura en la que está presente cualquiera de estos prefijos como la estructura en la que no está presente ninguna de estos prefijos (es decir, esta última estructura representa un estado “normal").
El polímero que contiene grupos aromáticos usado como polímero (B) está preferiblemente en forma de un polímero insoluble en agua aniónico que contiene una unidad constitucional derivada de al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste en un monómero a base de estireno, un éster de ácido (met)acrílico que contiene grupos aromáticos y un macromonómero que contiene grupos aromáticos como monómero que contiene grupos aromáticos (b-1) y una unidad constitucional derivada de un monómero que contiene grupos aniónicos como monómero que contiene grupos funcionales iónicos (b-2) desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante.
El término “insoluble en agua" del polímero insoluble en agua mencionado anteriormente, tal como se usa en la presente memoria descriptiva, significa que cuando el polímero se seca hasta un peso constante a 105 °C durante 2 horas y luego se disuelve en 100 g de agua a 25 °C hasta alcanzar una concentración de saturación del mismo, la solubilidad en agua del polímero es de menos de 10 g. La solubilidad en agua del polímero es preferiblemente de no más de 5 g y más preferiblemente no más de 1 g. La solubilidad mencionada anteriormente significa una solubilidad en agua del polímero insoluble en agua aniónico cuyos grupos aniónicos están completamente neutralizados (es decir, al 100 %) con hidróxido de sodio.
El contenido total de la unidad constitucional derivada del monómero (b-1) y la unidad constitucional derivada del monómero (b-2) en el polímero (B) es preferiblemente de no menos del 80 % en masa, más preferiblemente no menos del 90 % en masa, incluso más preferiblemente no menos del 95 % en masa y además incluso más preferiblemente del 100 % en masa, desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante.
(Contenido de los monómeros respectivos en la mezcla de monómeros o contenido de las unidades constitucionales respectivas en el polímero (B))
El contenido del monómero (b-1) y el monómero (b-2) en la mezcla de monómeros (contenido de componentes no neutralizados; definido a continuación en el presente documento de la misma manera) tras la producción del polímero (B) o el contenido de las unidades constitucionales derivadas del monómero (b-1) y el monómero (b-2) en el polímero (B) son los siguientes, desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante.
El contenido del monómero (b-1) es preferiblemente de no menos del 10 % en masa, más preferiblemente no menos del 20 % en masa, incluso más preferiblemente no menos del 30 % en masa, además incluso más preferiblemente no menos del 40 % en masa, además todavía incluso más preferiblemente no menos del 50 % en masa y además preferiblemente no menos del 55 % en masa, y también es preferiblemente de no más del 90 % en masa, más preferiblemente no más del 80 % en masa, incluso más preferiblemente no más del 70 % en masa y además incluso más preferiblemente no más del 60 % en masa.
El contenido del monómero (b-2) es preferiblemente de no menos del 10%en masa, más preferiblemente no menos del 20 % en masa, incluso más preferiblemente no menos del 30 % en masa y además incluso más preferiblemente no menos del 40 % en masa, y también es preferiblemente de no más del 90 % en masa, más preferiblemente no más del 80 % en masa, incluso más preferiblemente no más del 70 % en masa, además incluso más preferiblemente no más del 60 % en masa, además todavía incluso más preferiblemente no más del 50 % en masa y además preferiblemente no más del 45 % en masa.
La razón en masa del monómero (b-1) con respecto al monómero (b-2) [(b-1)/(b-2)] es preferiblemente de no menos de 0,5, más preferiblemente no menos de 0,7, incluso más preferiblemente no menos de 1,0 y además incluso más preferiblemente no menos de 1,3, y también es preferiblemente de no más de 2,0, más preferiblemente no más de 1,7 e incluso más preferiblemente no más de 1,5.
(Producción del polímero (B))
El polímero (B) puede producirse copolimerizando la mezcla de monómeros mencionada anteriormente mediante métodos de polimerización convencionalmente conocidos tales como un método de polimerización en masa, un método de polimerización en disolución, un método de polimerización en suspensión, un método de polimerización en emulsión, etc. Entre estos métodos de polimerización, se prefiere el método de polimerización en disolución. El disolvente usado en el método de polimerización en disolución no está particularmente limitado, y es preferiblemente un disolvente polar orgánico tal como alcoholes alifáticos que tienen no menos de 1 y no más de 3 átomos de carbono, cetonas, éteres y ésteres. Los ejemplos específicos del disolvente polar orgánico incluyen metanol, etanol, acetona y metil etil cetona. Entre estos disolventes polares orgánicos, se prefiere la metil etil cetona. La polimerización puede llevarse a cabo en presencia de un iniciador de polimerización o un agente de transferencia de cadena de polimerización. Como iniciador de polimerización, se prefiere un compuesto azoico, y se prefiere más 2,2'-azobis(2,4-dimetilvaleronitrilo). Como agente de transferencia de cadena de polimerización, se prefieren mercaptanos, y se prefiere más 2-mercaptoetanol.
Las condiciones de polimerización preferidas pueden variar según la clase de iniciador de polimerización usado, etc. Sin embargo, la temperatura de polimerización es preferiblemente no inferior a 50 °C y no superior a 90 °C, y el tiempo de polimerización es preferiblemente de no menos de 1 hora y no más de 20 horas. Además, la polimerización se lleva a cabo preferiblemente en una atmósfera de gas de nitrógeno o en una atmósfera de un gas inerte tal como argón.
Después de completarse la reacción de polimerización, el polímero producido puede aislarse a partir de la disolución de reacción obtenida mediante métodos conocidos tales como reprecipitación, eliminación del disolvente mediante destilación, etc. Además, el polímero resultante puede someterse a reprecipitación, separación por membrana, cromatografía, extracción, etc., para retirar los monómeros sin reaccionar, etc., a partir de la disolución de reacción. Desde el punto de vista de potenciar la productividad de la dispersión en agua mencionada más adelante de las partículas de polímero que contienen pigmento, el polímero (B) obtenido se usa preferiblemente como tal en forma de una disolución de polímero (B) sin eliminar a partir de la misma el disolvente usado en la reacción de polimerización mencionada anteriormente (por ejemplo, el disolvente orgánico mencionado anteriormente en el caso en el que el polímero (B) se produzca mediante el método de polimerización en disolución) con el fin de usar el disolvente orgánico contenido en la disolución de polímero como disolvente orgánico usado en la etapa (i) mencionada más adelante.
El peso molecular promedio en número del polímero (B) usado en la presente invención es preferiblemente de no menos de 3.000, más preferiblemente no menos de 5.000 e incluso más preferiblemente no más de 7.000, y también es preferiblemente de no más de 100.000, más preferiblemente no más de 70.000, incluso más preferiblemente no más de 50.000, además incluso más preferiblemente no más de 30.000 y además todavía incluso más preferiblemente no más de 20.000, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión del pigmento, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de las partículas de polímero que contienen pigmento mencionadas más adelante en las tintas respectivas resultantes, así como desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante.
Mientras tanto, el peso molecular promedio en número del polímero puede medirse mediante el método descrito en los ejemplos a continuación.
[Producción de partículas de polímero (B) que contienen pigmento]
Al menos uno del pigmento (A1) y el pigmento (A2) está preferiblemente en forma de partículas de polímero (B) que contienen los pigmentos respectivos (también denominadas simplemente a continuación en el presente documento “partículas de polímero (B) que contienen pigmento”), y se prefiere más que tanto el pigmento (A1) como el pigmento (A2) estén contenidos respectivamente en forma de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento.
En lo sucesivo, se explica el método para la producción de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento. Sin embargo, por comodidad, el pigmento (A1) y el pigmento (A2) que constituyen respectivamente las partículas de polímero (B) que contienen pigmento se describen simplemente a continuación en el presente documento como “pigmento”.
Las partículas de polímero (B) que contienen pigmento pueden producirse de manera eficiente en forma de una dispersión en agua de las mismas mediante un procedimiento que incluyen las siguientes etapas (i) y (ii).
Etapa (i): someter una mezcla que contiene el polímero (B), el disolvente orgánico, el pigmento y agua (también denominada simplemente a continuación en el presente documento “mezcla de pigmentos”) a tratamiento de dispersión para obtener un líquido de dispersión de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento; y Etapa (ii): eliminar el disolvente orgánico a partir del líquido de dispersión obtenido en la etapa (i) para obtener la dispersión en agua de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento (también denominada simplemente a continuación en el presente documento “dispersión en agua de pigmentos”).
(Etapa (i))
La etapa (i) es la etapa de someter una mezcla que contiene el polímero (B), el disolvente orgánico, el pigmento y agua a tratamiento de dispersión para obtener un líquido de dispersión de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento. La etapa (i) se lleva a cabo preferiblemente mediante el método en el que el polímero (B) se disuelve en primer lugar en el disolvente orgánico para obtener una disolución en disolvente orgánico del polímero (B), y luego se añaden el pigmento y agua, si se requiere junto con un agente neutralizante, un tensioactivo, etc., a la disolución en disolvente orgánico resultante para obtener una mezcla de pigmentos, seguido de someter la mezcla de pigmentos resultante a tratamiento de dispersión, obteniendo de ese modo un líquido de dispersión del tipo aceite en agua. El orden de adición de los componentes respectivos a la disolución en disolvente orgánico del polímero (B) no está particularmente limitado, y se prefiere que se añaden secuencialmente a la misma agua, el agente neutralizante y el pigmento en este orden.
El disolvente orgánico usado para disolver el polímero (B) no está particularmente limitado, y se selecciona preferiblemente de alcoholes alifáticos que tienen no menos de 1 y no más de 3 átomos de carbono, cetonas, éteres, ésteres y similares. De estos disolventes orgánicos, desde los puntos de vista de mejorar la humectabilidad del pigmento, la capacidad de disolución del polímero (B) en los mismos y la adsorción del polímero (B) sobre el pigmento, se prefieren más cetonas que tienen no menos de 4 y no más de 8 átomos de carbono, incluso se prefieren más la metil etil cetona y la metil isobutil cetona, y además se prefiere incluso más la metil etil cetona. Cuando el polímero (B) se sintetiza mediante un método de polimerización en disolución, el disolvente usado en el método de polimerización en disolución puede usarse directamente como tal en la etapa (i).
(Neutralización)
En el caso en el que el polímero (B) sea un polímero aniónico, los grupos aniónicos contenidos en el polímero (B) pueden neutralizarse usando un agente neutralizante.
Como agente neutralizante, pueden mencionarse hidróxidos de metales alcalinos, amoniaco, aminas orgánicas, etc. Los ejemplos de los hidróxidos de metales alcalinos incluyen hidróxido de litio, hidróxido de sodio, hidróxido de potasio e hidróxido de cesio. De estos hidróxidos de metales alcalinos, se prefiere el hidróxido de sodio. Los ejemplos de las aminas orgánicas incluyen trimetilamina, etilamina, dietilamina, trietilamina, trietanolamina, etc. Estos agentes neutralizantes pueden usarse solos o en combinación de cualesquiera dos o más de los mismos. Entre los agentes neutralizantes mencionados anteriormente, desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante, se prefieren los hidróxidos de metales alcalinos y el amoniaco, y se prefiere más el hidróxido de sodio. Además, el polímero (B) puede neutralizarse previamente.
El agente neutralizante se usa preferiblemente en forma de una disolución acuosa de agente neutralizante desde el punto de vista de acelerar de manera suficiente y uniforme la neutralización de los grupos aniónicos del polímero (B). Desde el mismo punto de vista tal como se describió anteriormente, la concentración de la disolución acuosa de agente neutralizante es preferiblemente de no menos del 3 % en masa, más preferiblemente no menos del 10 % en masa e incluso más preferiblemente no menos del 15 % en masa, y también es preferiblemente de no más del 30 % en masa y más preferiblemente no más del 25 % en masa.
El grado de neutralización de los grupos aniónicos del polímero (B) es preferiblemente de no menos del 20 % en mol, más preferiblemente no menos del 25 % en mol e incluso más preferiblemente no menos del 30 % en mol, y también es preferiblemente de no más del 300 % en mol, más preferiblemente no más del 200 % en mol, incluso más preferiblemente no más del 100% en mol, además incluso más preferiblemente no más del 70% en mol y además todavía incluso más preferiblemente no más del 50 % en mol, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmentos, así como desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante.
El grado de neutralización, tal como se usa en el presente documento, significa el valor calculado dividiendo el número equivalente de moles del agente neutralizante entre el número equivalente de moles de los grupos funcionales iónicos del polímero (B), es decir, el valor expresado mediante la fórmula de [(número equivalente de moles de agente neutralizante)/(número equivalente de moles de grupos funcionales iónicos del polímero (B))]. El grado de neutralización no supera esencialmente el 100 % en mol. Sin embargo, puesto que el grado de neutralización tal como se define en la presente invención se calcula a partir del número equivalente de moles del agente neutralizante usado, el grado de neutralización superará el 100 % en mol si el agente neutralizante se usa en una cantidad excesivamente grande.
(Contenido de los componentes respectivos en la mezcla de pigmentos)
El contenido del pigmento en la mezcla de pigmentos es preferiblemente de no menos del 5 % en masa, más preferiblemente no menos del 10 % en masa e incluso más preferiblemente no menos del 15 % en masa, y también es preferiblemente de no más del 30 % en masa, más preferiblemente no más del 25 % en masa e incluso más preferiblemente no más del 23 % en masa, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmentos, así como desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante.
El contenido del polímero (B) en la mezcla de pigmentos es preferiblemente de no menos del 1 % en masa, más preferiblemente no menos del 3 % en masa e incluso más preferiblemente no menos del 5 % en masa, y también es preferiblemente de no más del 15% en masa, más preferiblemente no más del 10% en masa e incluso más preferiblemente no más del 8 % en masa, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmentos, así como desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante.
El contenido del disolvente orgánico en la mezcla de pigmentos es preferiblemente de no menos del 2 % en masa, más preferiblemente no menos del 4 % en masa e incluso más preferiblemente no menos del 6 % en masa, y también es preferiblemente de no más del 30 % en masa, más preferiblemente no más del 20 % en masa e incluso más preferiblemente no más del 10 % en masa, desde los puntos de vista de mejorar la humectabilidad del pigmento y la adsorción del polímero (B) sobre el pigmento.
El contenido de agua en la mezcla de pigmentos es preferiblemente de no menos del 40 % en masa, más preferiblemente no menos del 50 % en masa e incluso más preferiblemente no menos del 60 % en masa, y también es preferiblemente de no más del 80 % en masa, más preferiblemente no más del 75 % en masa e incluso más preferiblemente no más del 70 % en masa, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmentos, así como desde el punto de vista de potenciar la productividad de las tintas resultantes.
La razón en masa del pigmento con respecto al polímero (B) [pigmento/polímero (B)] en la mezcla de pigmentos es preferiblemente de no menos de 30/70, más preferiblemente no menos de 40/60, incluso más preferiblemente no menos de 50/50, además incluso más preferiblemente no menos de 60/40 y además todavía incluso más preferiblemente no menos de 70/30, y también es preferiblemente de no más de 90/10, más preferiblemente no más de 85/15 e incluso más preferiblemente no más de 80/20, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmentos, así como desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante.
(Tratamiento de dispersión de la mezcla de pigmentos)
En la etapa (i), la mezcla de pigmentos mencionada anteriormente se somete a tratamiento de dispersión para obtener un líquido de dispersión de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento. El método de dispersión para obtener el líquido de dispersión no está particularmente limitado. Las partículas de pigmento pueden atomizarse para dar partículas finas que tienen un tamaño de partícula promedio deseado únicamente mediante tratamiento de dispersión usando una tensión de cizalladura. Sin embargo, se prefiere que la mezcla de pigmentos se someta en primer lugar a tratamiento de dispersión preliminar, y luego se someta adicionalmente al tratamiento de dispersión sustancial aplicando una tensión de cizalladura a la misma para controlar a un valor deseado el tamaño de partícula promedio de las partículas de pigmento obtenidas.
La temperatura usada en el tratamiento de dispersión preliminar en la etapa (i) es preferiblemente no inferior a 0 °C, y también es preferiblemente no superior a 40 °C, más preferiblemente no superior a 30 °C e incluso más preferiblemente no superior a 25 °C. El tiempo de dispersión es preferiblemente de no menos de 0,5 horas y más preferiblemente no menos de 0,8 horas, y también es preferiblemente de no más de 30 horas, más preferiblemente no más de 10 horas e incluso más preferiblemente no más de 5 horas.
Cuando se somete la mezcla de pigmentos al tratamiento de dispersión preliminar, pueden emplearse dispositivos de mezclado y agitación habituales tales como cuchillas de ancla y cuchillas dispersoras; y dispersadores de medios tales como agitadores de pintura y molinos de perlas. De estos dispositivos, desde el punto de vista de reducir el tamaño de partícula del pigmento, se usan preferiblemente los dispersadores de medios.
Cuando se usan los dispersadores de medios, los ejemplos de un material de las partículas de medios de dispersión usado en las mismas incluyen materiales cerámicos tales como zircona y titania, materiales poliméricos tales como polietileno y nailon, metales, etc. De estos materiales de las partículas de medios de dispersión, desde el punto de vista de lograr una buena resistencia a la abrasión, se prefiere la zircona. El diámetro de las partículas de medios de dispersión respectivas es preferiblemente de no menos de 0,003 mm, más preferiblemente no menos de 0,01 mm e incluso más preferiblemente no menos de 0,03 mm, y también es preferiblemente de no más de 0,5 mm, más preferiblemente no más de 0,3 mm e incluso más preferiblemente no más de 0,1 mm, desde el punto de vista de atomizar suficientemente el pigmento.
La velocidad periférica de una cuchilla de agitación del dispersador de medios es preferiblemente de no menos de 5 m/s y más preferiblemente no menos de 10 m/s, y también es preferiblemente de no más de 25 m/s y más preferiblemente no más de 15 m/s, desde el punto de vista de potenciar la eficiencia de producción del líquido de dispersión con el fin de producir de manera eficiente la dispersión en agua de pigmentos.
El dispersador de medios puede ser cualquiera de un tipo de circulación y un tipo continuo. Desde el punto de vista de potenciar la eficiencia de producción, se usa preferiblemente el dispersador de medios de tipo de circulación. El tiempo de dispersión del dispersador de medios es preferiblemente de no menos de 0,3 horas y más preferiblemente no menos de 1 hora desde el punto de vista de atomizar suficientemente el pigmento, y también es preferiblemente de no más de 200 horas y más preferiblemente no más de 50 horas desde el punto de vista de potenciar la eficiencia de producción del líquido de dispersión con el fin de producir de manera eficiente la dispersión en agua de pigmentos.
Como medio para aplicar una tensión de cizalladura a la mezcla de pigmentos en el tratamiento de dispersión sustancial, pueden usarse, por ejemplo, máquinas de amasado tales como molinos de rodillos y amasadoras, homogeneizadores de alta presión tales como “MICROFLUIDIZER” disponible de Microfluidics Corporation, y dispersadores de medios tales como agitadores de pintura y molinos de perlas. Los ejemplos de los dispersadores de medios disponibles comercialmente incluyen “Ultra Apex Mill” disponible de Kotobuki Industries Co., Ltd., “Pico Mill” disponible de Asada Iron Works Co., Ltd., y similares. Estos dispositivos pueden usarse en combinación de cualesquiera dos o más de los mismos. Entre estos dispositivos, se usan preferiblemente los homogeneizadores de alta presión desde el punto de vista de reducir el tamaño de partícula del pigmento.
En el caso en el que el tratamiento de dispersión sustancial se lleve a cabo usando el homogeneizador de alta presión, el tamaño de partícula del pigmento puede ajustarse a un valor deseado controlando la presión de tratamiento y el número de pases a través del homogeneizador usado en el tratamiento de dispersión sustancial. La presión de tratamiento usada en el tratamiento de dispersión sustancial es preferiblemente de no menos de 60 MPa, más preferiblemente no menos de 100 MPa e incluso más preferiblemente no menos de 130 MPa, y también es preferiblemente de no más de 200 MPa y más preferiblemente no más de 180 MPa, desde el punto de vista de potenciar la productividad y la rentabilidad.
Además, el número de pases a través del homogeneizador usado en el tratamiento de dispersión sustancial es preferiblemente de no menos de 1 y más preferiblemente no menos de 2, y también es preferiblemente de no más de 30, más preferiblemente no más de 15, incluso más preferiblemente no más de 10 y además incluso más preferiblemente no más de 5.
(Etapa (ii))
La etapa (ii) es la etapa de eliminar el disolvente orgánico mencionado anteriormente a partir del líquido de dispersión obtenido en la etapa (i) para obtener una dispersión en agua de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento (dispersión en agua de pigmentos). Al eliminar el disolvente orgánico a partir del líquido de dispersión mediante cualquier método convencionalmente conocido, es posible obtener la dispersión en agua de pigmentos. Preferiblemente, el disolvente orgánico se elimina sustancialmente por completo a partir de la dispersión en agua de pigmentos así obtenida. Sin embargo, el disolvente orgánico residual puede estar presente en la dispersión en agua de pigmentos a menos que los objetos y efectos ventajosos de la presente invención se vean afectados de manera adversa por el disolvente orgánico residual. El contenido del disolvente orgánico residual en la dispersión en agua de pigmentos es preferiblemente de no más del 0,1 % en masa y más preferiblemente no más del 0,01 % en masa.
Además, si se requiere, la dispersión puede someterse a tratamientos de calentamiento y agitación antes de eliminar a partir de la misma el disolvente orgánico mediante destilación.
En la dispersión en agua de pigmentos así obtenida, las partículas sólidas de polímero (B) que contienen el pigmento (partículas de polímero (B) que contienen pigmento) se dispersan en un medio de dispersión que contiene agua como medio principal. La configuración de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento que están presentes en la dispersión en agua de pigmentos no está particularmente limitada, y las partículas de polímero (B) que contienen pigmento pueden tener cualquier configuración siempre que las partículas estén formadas por al menos el pigmento y el polímero (B). Desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante, los ejemplos de la configuración preferida de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento incluyen la configuración de partículas en la que el pigmento queda encerrado (encapsulado) en el polímero (B), la configuración de partículas en la que el pigmento se dispersa uniformemente en el polímero (B), la configuración de partículas en la que el pigmento queda expuesto sobre una superficie de las partículas de polímero (B) respectivas y la configuración en la que el polímero (B) se adsorbe sobre el pigmento. Además de estas configuraciones, también pueden usarse la configuración en la que el polímero (B) no se adsorbe sobre el pigmento, etc., así como una configuración mixta de estas configuraciones. En la presente invención, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmentos, así como desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante, la configuración de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento que están presentes en la dispersión en agua de pigmentos es preferiblemente la configuración de encerramiento de pigmento en la que el pigmento se incorpora en el polímero (B).
(Etapa (iii))
En la presente invención, desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante, el polímero (B) tiene preferiblemente una estructura reticulada, y más preferiblemente está en forma de un polímero reticulado con un agente de reticulación.
Como método de reticulación del polímero (B), se usa preferiblemente un procedimiento tal que incluye además la siguiente etapa (iii) además de las etapas (i) y (ii) mencionadas anteriormente. Al llevar a cabo la etapa (iii) además de las etapas (i) y (ii) mencionadas anteriormente, es posible introducir una estructura reticulada en el polímero (B) que constituye las partículas de polímero (B) que contienen pigmento en la dispersión en agua de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento (dispersión en agua de pigmentos).
Etapa (iii): mezclar la dispersión en agua de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento obtenida en la etapa (ii) y el agente de reticulación para obtener una dispersión en agua de partículas de polímero (B) que contienen pigmento después de someterse a tratamiento de reticulación.
Desde el punto de vista de llevar a cabo de manera eficiente la reacción de reticulación en un medio acuoso, así como desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante, la tasa de solubilidad en agua del agente de reticulación es preferiblemente de no más del 50 % en masa, más preferiblemente no más del 40 % en masa e incluso más preferiblemente no más del 35 % en masa. El término “tasa de solubilidad en agua”, tal como se usa en el presente documento, significa una tasa (% en masa) de disolución del agente de reticulación en agua tal como se mide disolviendo 10 partes en masa del agente de reticulación en 90 partes en masa de agua a temperatura ambiente (25 °C).
En el caso en el que el polímero (B) sea un polímero insoluble en agua aniónico que contiene grupos aniónicos, el agente de reticulación está preferiblemente en forma de un compuesto que contiene un grupo funcional que es reactivo con el grupo aniónico del polímero, y más preferiblemente en forma de un compuesto que contiene los dos o más grupos funcionales y preferiblemente los no menos de 2 y no más de 6 grupos funcionales en una molécula del mismo.
Los ejemplos adecuados del agente de reticulación mencionado anteriormente incluyen un compuesto que contiene dos o más grupos epoxi en una molécula del mismo, un compuesto que contiene dos o más grupos oxazolina en una molécula del mismo, un compuesto que contiene dos o más grupos isocianato en una molécula del mismo, y similares. De estos compuestos, como agente de reticulación se prefiere un compuesto que contiene dos o más grupos epoxi en una molécula del mismo, se prefiere más un compuesto que contiene un grupo glicidil éter, e se prefiere incluso más un compuesto de poliglicidil éter de un alcohol polihidroxilado que contiene un grupo de hidrocarburo que tiene no menos de 3 y no más de 8 átomos de carbono.
El peso molecular del agente de reticulación es preferiblemente de no menos de 120, más preferiblemente no menos de 150 e incluso más preferiblemente no menos de 200, y también es preferiblemente de no más de 2.000, más preferiblemente no más de 1.500 e incluso más preferiblemente no más de 1.000, desde el punto de vista de facilitar la reacción de reticulación y mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante.
El equivalente epoxídico del agente de reticulación es preferiblemente de no menos de 90, más preferiblemente no menos de 100 e incluso más preferiblemente no menos de 110, y también es preferiblemente de no más de 300, más preferiblemente no más de 200 e incluso más preferiblemente no más de 150.
El número de grupos epoxi contenidos en el agente de reticulación es de no menos de 2 por molécula del agente de reticulación, y también es preferiblemente de no más de 6 por molécula del agente de reticulación, desde el punto de vista de llevar a cabo de manera eficiente la reacción de reticulación para mejorar de ese modo la resistencia a la intemperie del material impreso resultante, y además es más preferiblemente de no más de 4 por molécula del agente de reticulación desde el punto de vista de lograr una buena disponibilidad en el mercado.
Los ejemplos específicos del compuesto que contiene dos o más grupos epoxi en una molécula del mismo incluyen poliglicidil éteres tales como diglicidil éter de polipropilenglicol, poliglicidil éter de glicerol, poliglicidil éter de poliglicerol, poliglicidil éter de trimetilolpropano, poliglicidil éter de sorbitol, poliglicidil éter de pentaeritritol, diglicidil éter de resorcinol, diglicidil éter de neopentilglicol, diglicidil éter de 1,6-hexanodiol, diglicidil éteres de tipo bisfenol A hidrogenado, etc. De estos compuestos, se prefiere el poliglicidil éter de trimetilolpropano.
La concentración de componentes no volátiles en la dispersión en agua de pigmentos resultante (contenido de sólidos de la dispersión en agua de pigmentos) es preferiblemente de no menos del 10% en masa y más preferiblemente no menos del 15 % en masa, y también es preferiblemente de no más del 35 % en masa y más preferiblemente no más del 30 % en masa, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmentos así como desde el punto de vista de facilitar la preparación de las tintas respectivas. El contenido de sólidos de la dispersión en agua de pigmentos puede medirse mediante el método descrito en los ejemplos a continuación.
El tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento en la dispersión en agua de pigmentos es preferiblemente de no menos de 40 nm, más preferiblemente no menos de 60 nm e incluso más preferiblemente no menos de 80 nm, y también es preferiblemente de no más de 150 nm, más preferiblemente no más de 140 nm e incluso más preferiblemente no más de 130 nm, desde el punto de vista de suprimir la formación de partículas gruesas en la misma y mejorar las propiedades de expulsión continua de las tintas a base de agua resultantes.
Mientras tanto, el tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento en la dispersión en agua de pigmentos puede medirse mediante el método descrito en los ejemplos a continuación.
<Disolvente orgánico soluble en agua>
Al menos una de la tinta (I) y la tinta (II) contiene además preferiblemente un disolvente orgánico soluble en agua desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión y la estabilidad en almacenamiento de las tintas respectivas resultantes, así como desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie para obtener un buen material impreso, y se prefiere más que tanto la tinta (I) como la tinta (II) contengan además el disolvente orgánico soluble en agua. El término “soluble en agua” del disolvente orgánico soluble en agua, tal como se usa en el presente documento, significa que el disolvente orgánico tiene propiedades capaces de mezclarse con agua a cualquier razón opcional.
El disolvente orgánico soluble en agua contiene preferiblemente al menos un disolvente orgánico soluble en agua que tiene un punto de ebullición de no menos de 90 °C. El punto de ebullición del disolvente orgánico soluble en agua como conjunto (en cuanto a un valor medio ponderado de los puntos de ebullición de los disolventes orgánicos solubles en agua respective) es preferiblemente no inferior a 150 °C y más preferiblemente no inferior a 180 °C, y también es preferiblemente no superior a 250 °C, más preferiblemente no superior a 245 °C, incluso más preferiblemente no superior a 220 °C y además incluso más preferiblemente no superior a 200 °C.
El contenido de los disolventes orgánicos solubles en agua que tienen un punto de ebullición no inferior a 90 °C en el disolvente orgánico soluble en agua como conjunto es preferiblemente de no menos del 70 % en masa, más preferiblemente no menos del 80 % en masa e incluso más preferiblemente no menos del 90 % en masa, y también es preferiblemente de no más del 100 % en masa.
Como disolvente orgánico soluble en agua mencionado anteriormente, pueden mencionarse un alcohol polihidroxilado, un alquil éter de alcohol polihidroxilado, un compuesto heterocíclico que contiene nitrógeno, etc. Los ejemplos del alcohol polihidroxilado incluyen etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, polietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol, polipropilenglicol, glicerina, etc.
Los ejemplos del alquil éter de alcohol polihidroxilado incluyen monoalquil éteres de dietilenglicol, monoalquil éteres de trietilenglicol, monoalquil éteres de dipropilenglicol, etc.
Los ejemplos del compuesto heterocíclico que contiene nitrógeno incluyen N-metil-2-pirrolidona, 2-pirrolidona, 1,3-dimetilimidazolidinona, etc.
De estos disolventes orgánicos solubles en agua, se prefiere el alcohol polihidroxilado, se prefiere más al menos un disolvente orgánico soluble en agua seleccionado del grupo que consiste en dietilenglicol, propilenglicol y glicerina, se prefiere incluso más al menos un disolvente orgánico soluble en agua seleccionado del grupo que consiste en propilenglicol y glicerina, y además se prefiere incluso más propilenglicol. Estos disolventes orgánicos solubles en agua pueden usarse solos o en combinación de cualesquiera dos o más de los mismos.
El disolvente orgánico soluble en agua mencionado anteriormente también puede contener un(os) disolvente(s) orgánico(s) que tiene(n) un punto de ebullición superior a 250 °C. Sin embargo, el contenido del/de los disolvente(s) orgánico(s) que tiene(n) un punto de ebullición superior a 250 °C en el disolvente orgánico soluble en agua es preferiblemente de menos del 10% en masa, más preferiblemente no más del 5% en masa, incluso más preferiblemente no más del 3 % en masa y además incluso más preferiblemente no más del 1 % en masa.
(Tensioactivo)
Al menos una de la tinta (I) y la tinta (II) contiene además preferiblemente un tensioactivo, y se prefiere más que tanto la tinta (I) como la tinta (II) contengan además el tensioactivo. Los ejemplos del tensioactivo incluyen un tensioactivo no iónico, un tensioactivo aniónico, un tensioactivo anfolítico, un tensioactivo a base de silicona, un tensioactivo a base de flúor, etc. Entre estos tensioactivos, se prefiere un tensioactivo a base de silicona.
[Contenido de los componentes respectivos en las tintas a base de agua y propiedades de las tintas]
El contenido de los componentes respectivos en cada una de la tinta (I) y la tinta (II) según la presente invención así como las propiedades de las tintas respectivas son los siguientes.
(Contenido de pigmento)
El contenido del pigmento (A1) en la tinta (I) o el contenido del pigmento (A2) en la tinta (II) es preferiblemente de no menos del 1 % en masa, más preferiblemente no menos del 2 % en masa e incluso más preferiblemente no menos del 3 % en masa, desde el punto de vista de potenciar la densidad de imagen de las tintas respectivas. Además, el contenido del pigmento (A1) en la tinta (I) o el contenido del pigmento (A2) en la tinta (II) es preferiblemente de no más del 15 % en masa, más preferiblemente no más del 10 % en masa e incluso más preferiblemente no más del 5 % en masa, desde el punto de vista de suprimir el aumento en la viscosidad de las tintas respectivas tras la volatilización del disolvente a partir de las mismas y mejorar la estabilidad en almacenamiento y la estabilidad de expulsión de las tintas respectivas así como desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie para obtener un buen material impreso.
(Contenido de polímero (B))
El contenido del polímero (B) en la tinta (I) o la tinta (II) es preferiblemente de no menos del 0,3 % en masa, más preferiblemente no menos del 0,5 % en masa e incluso más preferiblemente no menos del 1 % en masa, y también es preferiblemente de no más del 7 % en masa, más preferiblemente no más del 5 % en masa e incluso más preferiblemente no más del 3 % en masa, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad en almacenamiento y la estabilidad de expulsión de las tintas respectivas así como desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie para obtener un buen material impreso.
La razón en masa del pigmento con respecto al polímero (B) [pigmento/polímero (B)] en la tinta (I) o la tinta (II), preferiblemente la razón en masa del pigmento con respecto al polímero (B) [pigmento/polímero (B)] tanto en la tinta (I) como en la tinta (II), es preferiblemente de no menos de 30/70, más preferiblemente no menos de 40/60, incluso más preferiblemente no menos de 50/50, además incluso más preferiblemente no menos de 60/40 y además todavía incluso más preferiblemente no menos de 70/30, y también es preferiblemente de no más de 90/10, más preferiblemente no más de 85/15 e incluso más preferiblemente no más de 80/20, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión del pigmento así como desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante.
La expresión “razón en masa del pigmento con respecto al polímero (B) [pigmento/polímero (B)] tanto en la tinta (I) como en la tinta (II)”, tal como se usa en el presente documento, significa tanto la razón en masa del pigmento (A1) con respecto al polímero (B) [pigmento (A1)/polímero (B)] en la tinta (I) como la razón en masa del pigmento (A2) con respecto al polímero (B) [pigmento (A2)/polímero (B)] en la tinta (II).
En el caso en el que el pigmento en la tinta (I) o la tinta (II) esté en forma de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento, el tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento en la tinta es preferiblemente de no menos de 40 nm, más preferiblemente no menos de 60 nm e incluso más preferiblemente no menos de 80 nm, y también es preferiblemente de no más de 150 nm, más preferiblemente no más de 140 nm e incluso más preferiblemente no más de 130 nm, desde el punto de vista de suprimir la formación de partículas gruesas en la misma y mejorar las propiedades de expulsión continua de las tintas a base de agua resultantes.
Las partículas de polímero (B) que contienen pigmento en la tinta (I) o la tinta (II) están preferiblemente libres de hinchamiento o contracción de las partículas y floculación entre las partículas. Además, también se prefiere que el tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento en la tinta (I) o la tinta (II) sea idéntico al tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento en la dispersión en agua de pigmentos mencionada anteriormente.
El tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento en la tinta (I) o la tinta (II) puede medirse mediante el método descrito en los ejemplos a continuación.
(Contenido de disolvente orgánico soluble en agua)
El contenido del disolvente orgánico soluble en agua en la tinta (I) o la tinta (II) es preferiblemente de no menos del 25 % en masa, más preferiblemente no menos del 30 % en masa, incluso más preferiblemente no menos del 35 % en masa y además incluso más preferiblemente no menos del 40 % en masa, y también es de menos del 50 % en masa y preferiblemente no más del 48 % en masa, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión y la estabilidad en almacenamiento de las tintas respectivas así como desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie para obtener un buen material impreso.
(Contenido de tensioactivo)
El contenido del tensioactivo en la tinta (I) o la tinta (II) es preferiblemente de no menos del 0,01 % en masa, más preferiblemente no menos del 0,02 % en masa e incluso más preferiblemente no menos del 0,05 % en masa, y también es preferiblemente de no más del 3 % en masa, más preferiblemente no más del 2 % en masa e incluso más preferiblemente no más del 1 % en masa, desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie para obtener un buen material impreso.
(Contenido de agua)
El contenido de agua en la tinta (I) o la tinta (II) es preferiblemente de no menos del 20 % en masa, más preferiblemente no menos del 30 % en masa e incluso más preferiblemente no menos del 40 % en masa, y también es preferiblemente de no más del 70 % en masa, más preferiblemente no más del 60 % en masa e incluso más preferiblemente no más del 55 % en masa.
En el conjunto de tinta de la presente invención, la razón en masa del pigmento (A1) con respecto al pigmento (A2) [(A1)/(A2)] que están contenidos en la tinta (I) y la tinta (II), respectivamente, es preferiblemente de no menos de 10/90, más preferiblemente no menos de 25/75 e incluso más preferiblemente no menos de 40/60, y también es preferiblemente de no más de 90/10, más preferiblemente no más de 75/25 e incluso más preferiblemente no más de 60/40, desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante.
(Otros componentes)
La tinta (I) o la tinta (II) de la presente invención pueden contener adicionalmente, además de los componentes mencionados anteriormente, diversos aditivos que pueden usarse habitualmente en tintas, tales como un controlador de viscosidad, un agente desespumante, un agente antiséptico, un agente antimoho, un antioxidante, etc.
(Propiedades de las tintas)
La tensión superficial estática de cada una de la tinta (I) y la tinta (II) tal como se mide a 20 °C es, respectivamente, preferiblemente de no menos de 22 mN/m, más preferiblemente no menos de 24 mN/m e incluso más preferiblemente no menos de 25 mN/m, y también es preferiblemente de no más de 50 mN/m, más preferiblemente no más de 45 mN/m e incluso más preferiblemente no más de 40 mN/m, desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante. La tensión superficial estática de las tintas respectivas puede medirse mediante el método descrito en los ejemplos a continuación.
La viscosidad de cada una de la tinta (I) y la tinta (II) tal como se mide a 32 °C es, respectivamente, preferiblemente de no menos de 2,0 mPa ■ s, más preferiblemente no menos de 3,0 mPa ■ s e incluso más preferiblemente no menos de 4,0 mPa ■ s, y también es preferiblemente de no más de 12 mPa ■ s, más preferiblemente no más de 9,0 mPa ■ s e incluso más preferiblemente no más de 7,0 mPa ■ s, desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante. La viscosidad de las tintas respectivas puede medirse mediante el método descrito en los ejemplos a continuación.
El conjunto de tinta de la presente invención no está particularmente limitado siempre que contenga al menos la tinta (I) y la tinta (II), y también puede contener otra(s) tinta(s) además de la tinta (I) y la tinta (II). Como conjunto de tinta que contiene otra(s) tinta(s) además de la tinta (I) y la tinta (II), puede usarse cualquiera de un conjunto de tinta de 3 colores, un conjunto de tinta de 4 colores, un conjunto de tinta de 5 colores, un conjunto de tinta de 6 colores y un conjunto de tinta de 7 o más colores.
[Método de impresión por chorro de tinta]
En el método de impresión por chorro de tinta de la presente invención, el conjunto de tinta mencionado anteriormente se carga en un aparato de impresión por chorro de tinta para formar caracteres o imágenes en un medio de impresión mediante un procedimiento que incluye las siguientes etapas 1 y 2:
Etapa 1: expulsar al menos una de la tinta (I) y la tinta (II) sobre el medio de impresión; y
Etapa 2: expulsar adicionalmente la otra de la tinta (I) y la tinta (II) sobre la una de la tinta (I) y la tinta (II) previamente expulsada sobre el medio de impresión en la etapa 1 de manera solapada.
Como método de expulsar gotitas de las tintas respectivas, puede usarse o bien un método piezoeléctrico o bien un método térmico. Entre estos métodos, desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante, se usa preferiblemente el método piezoeléctrico. En el método piezoeléctrico, las gotitas de tinta se expulsan a partir de varias boquillas comunicadas con cámaras de presión respectivas haciendo vibrar una superficie de pared de las cámaras de presión respectivas por medio de un elemento piezoeléctrico.
En la presente invención, el conjunto de tinta que contiene al menos la tinta (I) y la tinta (II) según la presente invención se carga en cartuchos de tinta para colores respectivos en el aparato de impresión por chorro de tinta, y las gotitas de las tintas se expulsan a partir de boquillas de expulsión respectivas correspondientes a los cartuchos de tinta respectivos, de modo que es posible formar caracteres o imágenes en el medio de impresión. La tinta (I) y la tinta (II) pueden expulsarse sobre el medio de impresión para solaparse entre sí en el medio de impresión. El orden de expulsión de la tinta (I) y la tinta (II) es opcional y puede expulsarse antes cualquiera de la tinta (I) y la tinta (II), pero se prefiere que la tinta (II) se expulse sobre el medio de impresión antes de expulsar la tinta (I) sobre el mismo. El intervalo de tiempo de expulsión entre la tinta (I) y la tinta (II) es preferiblemente de no menos de 0,1 segundos y más preferiblemente no menos de 1 segundo, y el intervalo de tiempo de expulsión entre la tinta (I) y la tinta (II) también es de no más de 30 segundos desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante.
La tensión aplicada al cabezal de impresión es preferiblemente de no menos de 5 V, más preferiblemente no menos de 10 V e incluso más preferiblemente no menos de 15 V, y también es preferiblemente de no más de 40 V, más preferiblemente no más de 35 V e incluso más preferiblemente no más de 30 V, desde el punto de vista de llevar a cabo una impresión de alta velocidad con una alta eficiencia, etc.
La frecuencia de accionamiento del cabezal de impresión es preferiblemente de no menos de 10 kHz y más preferiblemente no menos de 20 kHz desde el punto de vista de llevar a cabo una impresión de alta velocidad con una alta eficiencia, etc., y también es preferiblemente de no más de 300 kHz, más preferiblemente no más de 150 kHz, incluso más preferiblemente no más de 90 kHz y además incluso más preferiblemente no más de 50 kHz, desde el punto de vista de mejorar las propiedades de secado de las tintas respectivas.
La cantidad de gotitas de las tintas respectivas expulsadas es preferiblemente de no menos de 1 μl, más preferiblemente no menos de 2 μl, incluso más preferiblemente no menos de 3 μl y además incluso más preferiblemente no menos de 4 μl, y también es preferiblemente de no más de 30 μl, más preferiblemente no más de 25 μl e incluso más preferiblemente no más de 20 μl, tal como se calcula por gotita de tinta expulsada, desde el punto de vista de mantener una buena precisión de las posiciones de impacto de las gotitas de tinta y mejorar la calidad de los caracteres o las imágenes impresos.
La resolución de impresión es preferiblemente de no menos de 300 dpi y más preferiblemente no menos de 500 dpi. Mientras tanto, el término “resolución de impresión”, tal como se usa en la presente invención, significa el número de puntos por pulgada (2,54 cm) que se forman en el medio de impresión. Por ejemplo, una “resolución de impresión de 600 dpi” significa que cuando se expulsan gotitas de tinta sobre un medio de impresión usando un cabezal de línea en el que el número de puertos de boquilla dispuestos por longitud de una fila de boquillas es de 600 dpi (puntos/pulgada), se forma una fila de puntos correspondiente de 600 dpi por pulgada en la dirección perpendicular a la dirección de transporte del medio de impresión, y además cuando se expulsan las gotitas de tinta mientras se mueve el medio de impresión en la dirección de transporte del mismo, también se forma una fila de puntos de 600 dpi por pulgada a lo largo de la dirección de transporte en el medio de impresión. En la presente invención, la resolución de impresión en la dirección perpendicular a la dirección de transporte del medio de impresión se expresa como igual al valor de la resolución de impresión en la dirección de transporte del medio de impresión.
La velocidad de transporte del medio de impresión es preferiblemente de no menos de 20 m/min, más preferiblemente no menos de 70 m/min e incluso más preferiblemente no menos de 100 m/min desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante. La velocidad de transporte del medio de impresión también es preferiblemente de no más de 200 m/min, más preferiblemente no más de 150 m/min e incluso más preferiblemente no más de 120 m/min desde el punto de vista de reducir la carga de secado del material impreso obtenido después de expulsar las tintas respectivas. Mientras tanto, la velocidad de transporte del medio de impresión, tal como se usa en el presente documento, significa la velocidad del medio de impresión movido con respecto a la dirección de movimiento del mismo tras formar caracteres o imágenes en el medio de impresión.
La temperatura interna del cabezal de impresión tras la impresión se controla preferiblemente a no inferior a 20 °C, más preferiblemente no inferior a 25 °C e incluso más preferiblemente no inferior a 30 °C, y también se controla preferiblemente a no superior a 45 °C, más preferiblemente no superior a 40 °C e incluso más preferiblemente no superior a 35 °C, desde el punto de vista de reducir la viscosidad de las tintas respectivas y mejorar las propiedades de expulsión continua de las tintas.
La temperatura de la superficie del medio de impresión opuesta a la región de expulsión del cabezal de impresión para expulsar las tintas respectivas es preferiblemente no inferior a 28 °C, más preferiblemente no inferior a 3o °C e incluso más preferiblemente no inferior a 31 °C, y también es preferiblemente no superior a 45 °C, más preferiblemente no superior a 40 °C e incluso más preferiblemente no superior a 38 °C.
Como medio de impresión, pueden mencionarse un medio de impresión absorbente de agua tal como un papel normal, un papel no celulósico, etc., un medio de impresión de baja absorción de agua tal como un papel satinado, un papel estucado, etc., un medio de impresión de nula absorción de agua tal como una película de resina sintética, etc. Entre estos medios de impresión, desde el punto de vista de mejorar la idoneidad del mismo cuando se usa en aplicaciones de exterior, se prefiere el medio de impresión de baja absorción de agua.
Los ejemplos del papel satinado incluyen “OK Ultra-Aqua-Satin”, “OK Kinfuji”, “SA Kinfuji” y “Satin Kinfuji”, todos ellos disponibles de Oji Paper Co., Ltd.; “Hyper Pyrenees” y “Silver Dia”, ambos disponibles de Nippon Paper Industries, Co., Ltd.; “Green Utrillo” disponible de DAlO Paper Co., Ltd.; “Pearl Coat” y “New V Mat”, ambos disponibles de Mitsubishi Paper Mills Ltd., etc.
Los ejemplos del papel estucado incluyen “OK Topcoat ” (peso base: 104,7 g/m2; brillo a 60°: 49,0; absorción de agua tal como se mide mediante la puesta en contacto con agua durante 100 milisegundos (también definido a continuación en el presente documento de la misma manera): 4,9 g/m2) disponible de Oji Paper Co., Ltd., un papel estucado brillando espumado multicolor (104,7 g/m2; brillo a 60°: 36,8; absorción de agua: 5,2 g/m2) disponible de Oji Paper Co., Ltd., “Up M Finesse Gloss” (115 g/m2; brillo a 60°: 27,0; absorción de agua: 3,1 g/m2) disponible de UPM, “UPM Finesse Matt” (115 g/m2; brillo a 60°: 5,6; absorción de agua: 4,4 g/m2) disponible de u Pm , “TerraPress Silk” (80 g/m2; brillo a 60°: 6,0; absorción de agua: 4,1 g/m2) disponible de Stora Enso, “LumiArt” (90 g/m2; brillo a 60°: 26,3) disponible de Stora Enso, etc.
Los ejemplos de la película de resina sintética incluyen una película de poliéster, una película de poli(cloruro de vinilo), una película e de polipropileno, una película de polietileno, una película de nailon, etc. Estas películas pueden someterse a tratamientos superficiales tales como tratamiento de corona, etc., si se requiere.
Los ejemplos de las películas de resina sintética generalmente disponibles incluyen “LUMIRROR T60” (poli(tereftalato de etileno); grosor: 125 μm: brillo a 60°: 189,1; absorción de agua: 2,3 g/m2) disponible de Toray Industries Inc., “PVC80B P” (poli(cloruro de vinilo); brillo a 60°: 58,8; absorción de agua: 1,4 g/m2) disponible de Lintec Corporation, “KINATH KEE 70CA” (polietileno) disponible de Lintec Corporation, “YUPO SG90 PAT1” (polipropileno) disponible de Lintec Corporation, “BONYL RX” (nailon) disponible de Kohjin Film & Chemicals Co., Ltd., etc.
La absorción de agua del medio de impresión de baja absorción de agua tal como se mide poniendo en contacto el medio de impresión con agua pura durante 100 milisegundos es preferiblemente de no menos de 0 g/m2, más preferiblemente no menos de 1 g/m2 e incluso más preferiblemente no menos de 2 g/m2 desde el punto de vista de mejorar la resistencia a la intemperie del material impreso resultante, y también es preferiblemente de no más de 10 g/m2, más preferiblemente no más de 8 g/m2 e incluso más preferiblemente no más de 6 g/m2 desde el punto de vista de mejorar la adaptabilidad del material impreso resultante cuando se usa en aplicaciones de exterior. La absorción de agua mencionada anteriormente puede medirse usando un absorciómetro de barrido automático mediante el método descrito en los ejemplos a continuación.
[Material impreso por chorro de tinta]
El material impreso por chorro de tinta obtenido mediante el método de impresión por chorro de tinta de la presente invención incluye caracteres o imágenes formados en un medio de impresión, en el que una región de imagen que muestra un único tono en los caracteres o las imágenes contiene un pigmento (A1) que tiene una estructura derivada del ácido barbitúrico y un pigmento de dicetopirrolopirrol (A2). Por tanto, puesto que el pigmento (A1) que tiene una estructura derivada del ácido barbitúrico y el pigmento de dicetopirrolopirrol (A2) están presentes en la región de imagen que muestra un único tono, en los que la estructura derivada del ácido barbitúrico contiene un enlace amida en una parte de un anillo de seis miembros del mismo y el pigmento de dicetopirrolopirrol también contiene un enlace amida en una parte de un anillo de cinco miembros del mismo, el estado de los electrones en la región de imagen puede estabilizarse por la similitud de ambas estructuras de los pigmentos así como por una interacción electrostática entre los pigmentos, tal como un enlace de hidrógeno entre las moléculas de los mismos, debido a las estructuras moleculares de los pigmentos. Como resultado, es posible obtener un material impreso que tiene un menor cambio en el tono de la región de imagen que contiene el pigmento basado en rojo y el pigmento amarillo y es excelente en cuanto a resistencia a la intemperie incluso cuando se usa en aplicaciones de exterior.Ejemplos
En los siguientes ejemplos de síntesis, ejemplos de producción, ejemplos y ejemplos comparativos, la(s) “parte(s)” y el “%” indican “parte(s) en masa” y “% en masa”, respectivamente, a menos que se especifique lo contrario.
(1) Medición del peso molecular promedio en número del polímero (B)
El peso molecular promedio en número del polímero (B) se midió mediante cromatografía de permeación en gel [aparato de CPG: “HLC-8120GPC” disponible de Tosoh Corporation; columnas: “TSK-GEL, a-M” x 2 disponibles de Tosoh Corporation; velocidad de flujo: 1 ml/min] usando una disolución preparada disolviendo ácido fosfórico y bromuro de litio en W,N-dimetilformamida de manera que las concentraciones de ácido fosfórico y bromuro de litio en la disolución resultante eran de 60 mmol/l y 50 mmol/l, respectivamente, como eluyente, y usando poliestirenos monodispersos que tienen pesos moleculares conocidos como sustancia patrón de referencia.
(2) Medición del contenido de sólidos de la dispersión en agua de partículas de polímero (B) que contienen pigmento Se pesó sulfato de sodio secado hasta peso constante en un desecador y se cargó en una cantidad de 10,0 g en un recipiente de pomada de 30 ml, y se añadió al recipiente aproximadamente 1,0 g de una muestra que va a medirse. Se mezcló el contenido del recipiente y luego se pesó con precisión. Se mantuvo la mezcla resultante en el recipiente a 105 °C durante 2 horas para eliminar los componentes volátiles a partir de la misma, y además se dejó reposar en un desecador durante 15 minutos para medir la masa de la misma. La masa de la muestra después de eliminar los componentes volátiles a partir de la misma se consideró como la masa de sólidos en la misma. Se calculó el contenido de sólidos de la muestra dividiendo la masa de los sólidos entre la masa de la muestra inicialmente añadida.
(3) Medición del tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento
Se sometió la dispersión en agua o la tinta a base de agua a análisis acumulado usando un sistema de análisis de partículas por láser “n.° de modelo: ELS-8000” disponible de Otsuka Electronics Co., Ltd., para medir el tamaño de partícula promedio acumulado de las partículas contenidas en la misma. El tamaño de partícula promedio acumulado así obtenido se consideró como el tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento contenidas en la dispersión en agua o la tinta a base de agua. La medición se llevó a cabo usando una dispersión preparada diluyendo la dispersión en agua o la tinta a base de agua que va a medirse con agua para ajustar la concentración de las partículas en la misma a aproximadamente el 5 x 10-3%. La medición también se llevó a cabo en condiciones que incluían una temperatura de 25 °C, un ángulo entre la luz incidente y el detector de 90° y un número acumulado de 100 veces, y se introdujo el índice de refracción de agua (1,333) en el sistema de análisis como índice de refracción del medio de dispersión.
(4) Medición de la tensión superficial estática de la tinta a base de agua
Se sumergió una placa de platino en 5 g de la tinta a base de agua llenada en un recipiente cilíndrico de polietileno (3,6 cm de diámetro x 1,2 cm de profundidad), y se midió la tensión superficial estática de la tinta a base de agua a 20 °C usando un medidor de tensión superficial “CBVP-Z” (nombre comercial) disponible de Kyowa Interface Science Co., Ltd.
(5) Medición de la viscosidad de la tinta a base de agua
La viscosidad de la tinta a base de agua se midió a 32 °C durante 1 minuto usando un viscosímetro de tipo E “RE80L” disponible de Toki Sangyo Co., Ltd., equipado con un rotor convencional (1°34' x R24). La velocidad de rotación del viscosímetro se ajustó a la velocidad medible más alta, pero controlada a 100 rpm al máximo.
(6) Evaluación de la estabilidad en almacenamiento de la tinta a base de agua
La tinta a base de agua se llenó en un recipiente de vidrio herméticamente sellado y se almacenó en el mismo dejando reposar la tinta a 70 °C durante 28 días. La tinta a base de agua después de almacenarse así se usó como muestra de prueba. La viscosidad de la muestra de prueba se midió mediante el mismo método tal como se describió en el punto “(5) Medición de la viscosidad de la tinta a base de agua” anterior, y se definió como “viscosidad después del almacenamiento”. La tasa de cambio en la viscosidad de la tinta a base de agua entre las pruebas antes y después del almacenamiento se calculó según la siguiente fórmula. A medida que la tasa de cambio en la viscosidad de la tinta a base de agua se aproxima al 100 %, la estabilidad en almacenamiento de la tinta a base de agua se vuelve más alta.
Tasa de cambio en la viscosidad (%) = (viscosidad de la tinta a base de agua después del almacenamiento / viscosidad de la tinta a base de agua antes del almacenamiento) x 100
(7) Absorción de agua del medio de impresión
La absorción de agua de un medio de impresión tal como se mide poniendo en contacto el medio de impresión con agua pura durante 100 milisegundos se determinó de la siguiente manera. Es decir, usando un absorciómetro de barrido automático “KM500win” disponible de Kumagai Riki Kogyo Co., Ltd., se midió la cantidad de agua pura transferida al medio de impresión cuando se permitió el contacto del medio de impresión con agua pura a 23 °C bajo una humedad relativa del 50 % durante 100 milisegundos como absorción de agua del mismo. Las condiciones de medición son las siguientes.
“Método en espiral”
Tiempo de contacto: de 0,010 a 1,0 (s)
Paso (mm): 7
Longitud por muestreo (grados): 86,29
Radio inicial (mm): 20
Radio final (mm): 60
Tiempo de contacto mín. (ms): 10
Tiempo de contacto máx. (ms): 1000
Patrón de muestreo (1-50): 50
Número de puntos de muestreo (>0): 19
“Cabezal cuadrado”
Longitud de ranura (mm): 1
Anchura de ranura (mm): 5
(Síntesis del polímero (B))
Ejemplo de síntesis 1
Se mezclaron entre sí 108 partes de estireno disponible de Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 8 partes de ametilestireno disponible de Wako Pure Chemical Industries, Ltd., y 84 partes de ácido acrílico disponible de Wako Pure Chemical Industries, Ltd., para preparar una disolución de mezcla de monómeros como mezcla de estos monómeros. Se cargaron 20 partes de metil etil cetona (MEK) y 0,3 partes de 2-mercaptoetanol como agente de transferencia de cadena de polimerización, así como el 10 % de la disolución de mezcla de monómeros preparada anteriormente, en un recipiente de reacción y se mezclaron entre sí, y luego se reemplazó completamente la atmósfera interna del recipiente de reacción por gas de nitrógeno.
Por otro lado, se cargó una disolución mixta preparada mezclando el resto de la disolución de mezcla de monómeros, es decir, el 90 % de la disolución de mezcla de monómeros mencionada anteriormente, 0,27 partes del agente de transferencia de cadena de polimerización mencionado anteriormente, 60 partes de MEK y 2,2 partes de un iniciador de polimerización por radicales azoico “V-65” (nombre comercial; 2,2'-azobis(2,4-dimetilvaleronitrilo)) disponible de Wako Pure Chemical Industries, Ltd., en un embudo de goteo. En una atmósfera de nitrógeno, se calentó la disolución de mezcla de monómeros en el recipiente de reacción hasta 65 °C mientras se agitaba, y luego se añadió gota a gota al mismo la disolución mixta en el embudo de goteo durante 3 horas. Después de transcurrir 2 horas desde que se completó la adición gota a gota mientras se mantenía la disolución mixta resultante a 65 °C, se añadió a la disolución mixta una disolución preparada disolviendo 0,3 partes del iniciador de polimerización mencionado anteriormente en 5 partes de MEK, y se envejeció adicionalmente la disolución de reacción resultante a 65 °C durante 2 horas y luego a 70 °C durante 2 horas para obtener de ese modo una disolución de polímero (B1) [peso molecular promedio en número del polímero (B1): 10.500; razón en masa entre unidades constitucionales derivadas de los monómeros respectivos (estireno/a-metilestireno/ácido acrílico) = 54/4/42].
(Producción de la dispersión en agua de partículas de polímero (B) que contienen pigmento)
Ejemplo de producción 1-1
(Etapa (i))
Se pesó el polímero (B1) producido secando la disolución de polímero (B1) obtenida en el ejemplo de síntesis 1 a presión reducida en una cantidad de 58,1 partes y se mezcló con 71,5 partes de MEK, y luego se añadieron adicionalmente a la disolución mixta resultante 23,6 partes de una disolución acuosa de hidróxido de sodio 5 N (contenido de hidróxido de sodio como componentes sólidos: 16,9%; para valoración volumétrica) disponible de Wako Pure Chemical Industries, Ltd., para neutralizar de ese modo el polímero (B1) de manera que la razón del número de moles de hidróxido de sodio con respecto al número de moles de grupos carboxilo del polímero (B1) era del 40 % en mol (grado de neutralización: 40 % en mol).
Además, se añadieron a la disolución mixta 695,1 partes de agua sometida a intercambio iónico, y se añadieron a la disolución 200 g de un pigmento “IRGAZIN RED L 3630” (PR254) como pigmento (A2) disponible de BASF AG. Se agitó la mezcla así obtenida a 20 °C durante 60 minutos usando un dispersador “ULTRA DISPER” (nombre comercial) disponible de Asada Iron Works Co., Ltd., mientras se hacía funcionar la cuchilla de dispersador del mismo a una velocidad de rotación de 7.000 rpm, obteniendo de ese modo una mezcla de pigmentos.
Se sometió la mezcla de pigmentos resultante a tratamiento de dispersión mediante un método de circulación usando un dispersador de medios “Ultra Apex Mill; n.° de modelo: uAM-1” disponible de Kotobuki Industries Co., Ltd., empaquetado con perlas de zircona con 9 de 0,05 mm “YTZ Ball” (como partículas de medios de dispersión producidas mediante un método de granulación; tasa de empaquetamiento de perlas: 80 %) disponibles de Nikkato Corporation en condiciones que incluían una velocidad periférica de cuchilla de agitación de 12 m/s y una velocidad de flujo de circulación de 500 ml/min durante 2 horas.
A continuación, se sometió adicionalmente la dispersión así obtenida a tratamiento de dispersión mediante un método de dispersión de alta presión a una presión de 150 MPa usando un homogeneizador de alta presión “Microfluidizer” disponible de Microfluidics Corporation haciendo pasar la dispersión a través del dispositivo 3 veces, obteniendo de ese modo un líquido de dispersión de partículas de polímero (B1) que contienen pigmento (PR254). (Etapa (ii))
Se cargó un matraz con forma de berenjena de 2 l con 1.000 g del líquido de dispersión obtenido en la etapa (i), y luego se añadieron al mismo 666,7 g de agua sometida a intercambio iónico (contenido de sólidos: 15,0 % en masa). Se mantuvo la mezcla resultante a una presión de 0,09 MPa en un baño de agua templada ajustado a 32 °C durante 3 horas usando un aparato de destilación rotatorio “evaporador rotatorio N-1000S” disponible de Tokyo Rikakikai Co., Ltd., que funcionaba a una velocidad de rotación de 50 rpm para eliminar el disolvente orgánico a partir de la misma. Además, se ajustó la temperatura del baño de agua templada a 62 °C y se redujo la presión en el aparato hasta 0,07 MPa, y se concentró el contenido del matraz en estas condiciones hasta que el contenido de sólidos de la dispersión obtenida alcanzó el 25,0% en masa, obteniendo de ese modo una dispersión en agua D'1 de las partículas de polímero (B1) que contienen pigmento (PR254).
(Etapa (iii))
Se cargó la dispersión en agua D'1 así obtenida en la etapa (ii) en un rotor angular de 500 ml de capacidad y se sometió a separación centrífuga usando una centrífuga de enfriamiento de alta velocidad “himac CR22G” (ajuste de temperatura: 20 °C) disponible de Hitachi Koki Co., Ltd., a 7.000 rpm durante 20 minutos. Después de eso, se sometió la porción de fase líquida así separada a partir de la dispersión en agua a tratamiento de filtración a través de un filtro de membrana de 5 μm de malla “Minisart” disponible de Sartorius Inc.
Se mezclaron 400 gramos del filtrado resultante (PR254: 76,0 g; polímero (B1): 22,1 g) con 61,61 g de agua sometida a intercambio iónico y 1,08 g de “Ploxel LVS” (agente antimoho; contenido de componente activo: 20 %) disponible de Arch Chemicals Japan, Inc., y se mezclaron adicionalmente con 4,86 g de poliglicidil éter de trimetilolpropano “DENACOL EX-321L” (nombre comercial; equivalente epoxídico: 130) como agente de reticulación disponible de Nagase ChemteX Corporation, seguido de agitar la mezcla resultante a 70 °C durante 3 horas para someter la mezcla a tratamiento de reticulación, obteniendo de ese modo el polímero (B1) que tenía una estructura reticulada. Se enfrió la disolución de reacción obtenida hasta 25 °C y luego se sometió a tratamiento de filtración a través del filtro de 5 μm de malla mencionado anteriormente. Además, se mezcló el material filtrado obtenido con agua sometida a intercambio iónico para ajustar el contenido de sólidos de la mezcla resultante al 22,0%, obteniendo de ese modo una dispersión en agua D1 de partículas de polímero (B1) que contienen pigmento (PR254) después de someterse a tratamiento de reticulación. El tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero (B1) que contienen pigmento (PR254) en la dispersión en agua D1 así obtenida era de 126 nm.
Ejemplos de producción 1-2 a 1-4
Se repitió el mismo procedimiento que en el ejemplo de producción 1-1, excepto porque el pigmento “IRGAZIN RED L 3630” (PR254) disponible de BASF AG usado en el ejemplo de producción 1-1 se reemplazó por los pigmentos respectivos mostrados en la tabla 1, obteniendo de ese modo las dispersiones en agua D2 a d4 de partículas de polímero (B) que contienen pigmento después de someterse a tratamiento de reticulación. Los tamaños de partícula promedio de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento después de someterse a tratamiento de reticulación en las dispersiones en agua respectivas así obtenidas se muestran en la tabla 1.
Mientras tanto, las notaciones respectivas mostradas en la tabla 1 son las siguientes.
PR122: pigmento rojo C.I. 122; pigmento de quinacridona “Chromofine Red 6111T” (nombre comercial) disponible de Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd.
PY150: pigmento amarillo C.I. 150; “BAYSCRIPT Yellow 4GF” (nombre comercial) disponible de LANXESS K.K. PY74: pigmento amarillo C.I. 74; pigmento monoazoico “Fast Yellow 011” (nombre comercial) disponible de Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd.
B1: polímero (B1); razón en masa entre unidades constitucionales derivadas de los monómeros respectivos (estireno/a-metilestireno/ácido acrílico) = 54/4/42
EX-321L: “DENACOL EX-321L” (poliglicidil éter de trimetilolpropano)
TABLA 1
(Producción de tintas a base de agua)
Ejemplo de producción 2-1
Se mezcló la dispersión en agua D1 de las partículas de polímero (B1) que contienen pigmento (PR254) después de someterse a tratamiento de reticulación (contenido de sólidos: 22,0 %) obtenida en el ejemplo de producción 1-1 en una cantidad de 24,62 g con 46,0 g de propilenglicol disponible de Wako Pure Chemical Industries, Ltd., y 0,05 g de un tensioactivo a base de silicona “SILFACE SAG005” (nombre comercial; componente principal: silicona modificada con poliéter; viscosidad cinemática: 170 mm2/s; HLB: 7) disponible de Nissin Chemical Industry Co., Ltd., y se mezcló la mezcla resultante con 29,33 partes de agua sometida a intercambio ióni
la mezcla a 100 g, obteniendo de ese modo una tinta 1. El tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento en la tinta 1 resultante se muestra en la tabla 2.
Por cierto, la tensión superficial estática de la tinta tal como se mide a 20 °C fue de 37 mN/m y la viscosidad de la tinta tal como se mide a 32 °C fue de 5,75 mPa ■ s.
Ejemplos de producción 2-2 a 2-4
Se repitió el mismo procedimiento que en el ejemplo de producción 2-1, excepto porque la dispersión en agua D1 (contenido de sólidos: 22,0 %) obtenida en el ejemplo de producción 1-1 se reemplazó por las dispersiones en agua respectivas (contenido de sólidos: 22,0 %) tal como se muestra en la tabla 2, obteniendo de ese modo las tintas 2 a 4. Los tamaños de partícula promedio de las partículas de polímero (B) que contienen pigmento en las tintas respectivas así obtenidas se muestran en la tabla 2.
TABLA 2-1
TABLA 2-2
Mientras tanto, “PG” en la tabla 2 representa propilenglicol. Además, las notaciones respectivas sobre el pigmento, el polímero (B) y el agente de reticulación tal como se muestran en la tabla 2 son las mismas que las descritas en la tabla 1.
(Producción de materiales impresos por chorro de tinta)
Ejemplo 1
(Etapa 1)
Se llevó a cabo la impresión de imágenes en un papel estucado “OK Topcoat ” como medio de impresión disponible de Oji Paper Co., Ltd., en las siguientes condiciones de impresión por chorro de tinta usando las tintas a base de agua obtenidas anteriormente.
En condiciones ambientales de una temperatura de 25±1 °C y una humedad relativa del 30±5 %, se cargaron la tinta 3 como tinta (I) y la tinta 1 como tinta (II) en un aparato de evaluación de impresión disponible de Trytech Co., Ltd., equipado con un cabezal de impresión por chorro de tinta “KJ4B-HD06MHG-STDV” (tipo piezoeléctrico) disponible de Kyocera Corporation. Se establecieron las siguientes condiciones de impresión por chorro de tinta, y se fijó el medio de impresión en una mesa de transporte mediante vacío de manera que la dirección longitudinal del medio de impresión se alineó con la dirección de transporte del mismo.
Se transmitió una orden de impresión al aparato de evaluación de impresión mencionado anteriormente para expulsar la tinta (II) sobre el medio de impresión e imprimir de ese modo una imagen sólida con el ciclo de trabajo del 100 % que tenía un tamaño de 10 cm x 10 cm en el medio de impresión.
(Condiciones de impresión por chorro de tinta)
Tensión aplicada al cabezal de impresión: 26 V;
Frecuencia de accionamiento del cabezal de impresión: 20 kHz;
Cantidad de gotitas de tinta expulsadas: 12 μl;
Temperatura interna del cabezal de impresión: 32 °C;
Resolución: 600 dpi;
Número de disparos de tinta para el lavado antes de la expulsión: 200 disparos; y
Presión negativa: -4,0 kPa.
(Etapa 2)
Se transmitió una orden de impresión adicional al aparato de evaluación de impresión mencionado anteriormente para expulsar la tinta (I) sobre la tinta (II) previamente expulsada sobre el medio de impresión obtenido en la etapa 1 de manera solapada, de manera que el intervalo de tiempo de expulsión entre la tinta (I) y la tinta (II) fue de aproximadamente 5 segundos, imprimiendo de ese modo la imagen sólida con el ciclo de trabajo del 100% que tenía un tamaño de 10 cm x 10 cm en el medio de impresión. Se dejó reposar la imagen impresa así obtenida a temperatura ambiente (25 °C) durante un día, obteniendo de ese modo un material impreso por chorro de tinta.
Ejemplos comparativos 1 a 3
Se repitió el mismo procedimiento que en el ejemplo 1, excepto porque el conjunto de tinta se reemplazó por los conjuntos de tinta mostrados en la tabla 3, obteniendo de ese modo materiales impresos por chorro de tinta.
Ejemplos de referencia 1 y 2
Se repitió el mismo procedimiento que en el ejemplo 1, excepto porque la tinta (II) usada en la etapa 1 se reemplazó por las tintas mostradas en la tabla 3, y no se llevó a cabo la etapa 2 del ejemplo 1 y sólo se llevó a cabo la etapa 1 de la misma manera que en el ejemplo 1, seguido de dejar reposar la imagen impresa resultante a temperatura ambiente (25 °C) durante un día, obteniendo de ese modo materiales impresos por chorro de tinta.
Ejemplos de referencia 3 y 4
Se repitió el mismo procedimiento que en el ejemplo 1, excepto porque la tinta (I) usada en la etapa 2 se reemplazó por las tintas mostradas en la tabla 3, y no se llevó a cabo la etapa 1 del ejemplo 1 y sólo se llevó a cabo la etapa 2 de la misma manera que en el ejemplo 1, es decir, la tinta (I) se expulsó sobre el medio de impresión para imprimir una imagen sólida con el ciclo de trabajo del 100% que tenía un tamaño de 10 cm x 10 cm en el medio de impresión, seguido de dejar reposar la imagen impresa resultante a temperatura ambiente (25 °C) durante un día, obteniendo de ese modo materiales impresos por chorro de tinta.
<Evaluación de la resistencia a la intemperie de los materiales impresos por chorro de tinta>
Se sometieron los materiales impresos por chorro de tinta respectivos obtenidos anteriormente a una prueba de intemperismo en condiciones aceleradas usando un medidor de intemperismo “especificación: Ci3000+F” disponible de ATLAS equipado con un filtro interno y un filtro externo, ambos fabricados de cal sódica en condiciones que incluían una iluminación de 60 W, una temperatura de 40 °C, una humedad del 75 % y una temperatura de panel negro de 65 °C durante 24 horas. Después de eso, se midieron los valores de L*, a* y b* de la imagen en el material impreso por chorro de tinta en 10 posiciones opcionales del mismo usando un densitómetro óptico “SpectroEye” disponible de GretagMacbet AG para calcular la cantidad de cambio en el tono de la imagen, AE, a partir de los valores de L*, a* y b* antes y después de la prueba de intemperismo en condiciones aceleradas. Cuando más pequeño es el valor de AE, más excelente se vuelve la resistencia a la intemperie del material impreso por chorro de tinta. Los resultados se muestran en la tabla 3.
Cantidad de cambio en el tono AE = [(L*1 - L*2)2+ (a*1 - a*2)2+ (b*1 - b*2)2]1/2, en la que L*1, a*1 y b*1 valores de L*, a* y b* antes de la prueba de intemperismo en condiciones aceleradas, respectivamente; y L*2, a*2 y b*2 representan los valores de L*, a* y b* después de la prueba de intemperismo en condiciones aceleradas, respectivamente.
TABLA 3
A partir de la tabla 3, se confirmó que el conjunto de tinta usado en el ejemplo 1 fue capaz de proporcionar un material impreso que tenía una pequeña cantidad de cambio en el tono, AE, y mostrar una excelente resistencia a la intemperie en comparación con los conjuntos de tinta usados en los ejemplos comparativos 1 a 3.
El material impreso por chorro de tinta obtenido en el ejemplo 1 mostró una cantidad de cambio en el tono, AE, más pequeña que el valor medio aritmético calculado a partir de las cantidades de cambio en el tono, AE, de los materiales impresos por chorro de tinta obtenidos en el ejemplo de referencia 1 usando la tinta 1 que contenía PR254 únicamente y el ejemplo de referencia 3 usando la tinta 3 que contenía PY150 únicamente y, por tanto, se mejoró sinérgicamente la resistencia a la intemperie. Por este motivo, se consideró que el estado de los electrones en la región de imagen del material impreso por chorro de tinta obtenido en el ejemplo 1 se estabilizó por la similitud de las estructuras del pigmento (A1) y el pigmento (A2) contenidos en la tinta (I) y la tinta (II), respectivamente, así como por una interacción electrostática entre los mismos debido a un enlace de hidrógeno entre las moléculas de los mismos debido a las estructuras moleculares de los pigmentos, etc.
Por otro lado, se confirmó que, en los ejemplos comparativos 1 a 3, la tinta (I) que contenía el pigmento (A1) y la tinta (II) que contenía el pigmento (A2) no se usaron en combinación entre sí y, por tanto, los materiales impresos por chorro de tinta obtenidos usando los conjuntos de tinta de los ejemplos comparativos 1 a 3 mostraron una gran cantidad de cambio en el tono, AE, y una resistencia a la intemperie deteriorada en comparación con el material impreso por chorro de tinta obtenido usando el conjunto de tinta del ejemplo 1.
En el ejemplo de referencia 2, se añadió únicamente la tinta 2 que contenía PR122, y el material impreso resultante por chorro de tinta mostró una buena resistencia a la intemperie. Sin embargo, se confirmó que en los ejemplos comparativos 1 y 2 en los que se usó la tinta 4 que contenía PY74 o la tinta 3 que contenía PY150 en combinación con la tinta 2 que contenía PR122, los materiales impresos por chorro de tinta resultantes simplemente mostraban una cantidad de cambio en el tono, AE, tal que eran similares al valor medio aritmético de las cantidades de cambio en el tono, AE, de las tintas respectivas en comparación con los ejemplos de referencia 2 a 4 en los que se usaron respectivamente estas tintas únicamente.
Además, se confirmó que, incluso en el ejemplo comparativo 3 en el que se usaron la tinta 4 que contenía PY74 y la tinta 1 que contenía PR254 en combinación entre sí, el material impreso por chorro de tinta resultante también mostraba simplemente una cantidad de cambio en el tono, AE, tal que era similar al valor medio aritmético de las cantidades de cambio en el tono, AE, de las tintas respectivas en comparación con los ejemplos de referencia 1 y 4 en los que se usaron respectivamente estas tintas únicamente.
Aplicabilidad industrial
Según el conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta y el método de impresión por chorro de tinta que usa el conjunto de tinta según la presente invención, es posible obtener un material impreso que muestra un menor cambio en el tono de una región de imagen que contiene un pigmento basado en rojo y un pigmento amarillo y, por tanto, es excelente en cuanto a resistencia a la intemperie incluso cuando se usa en aplicaciones de exterior.
Claims (15)
- REIVINDICACIONESi.Conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta, que comprende al menos una tinta a base de agua (I) y una tinta a base de agua (II), en el que:la tinta a base de agua (I) comprende un pigmento (A1) que tiene una estructura derivada del ácido barbitúrico; yla tinta a base de agua (II) comprende un pigmento de dicetopirrolopirrol (A2),el pigmento (A1) es al menos un pigmento seleccionado del grupo que consiste en pigmento amarillo C.I.150 y pigmento amarillo C.I. 139,cada una de la tinta a base de agua (I) y la tinta a base de agua (II) comprende además un disolvente orgánico soluble en agua,el disolvente orgánico soluble en agua en cada una de la tinta a base de agua (I) y la tinta a base de agua (II) es de no menos del 35 % en masa y menos del 50 % en masa.
- 2. Conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta según la reivindicación 1, en el que el pigmento (A2) es al menos un pigmento seleccionado del grupo que consiste en pigmento rojo C.I. 254, pigmento rojo C.I.255, pigmento rojo C.I. 264, pigmento naranja C.I. 71 y pigmento naranja C.I. 73.
- 3. Conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta según la reivindicación 1 ó 2, en el que el pigmento (A1) es pigmento amarillo C.I. 150 y el pigmento (A2) es pigmento rojo C.I. 254.
- 4. Conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el disolvente orgánico soluble en agua comprende al menos un disolvente orgánico soluble en agua que tiene un punto de ebullición de no menos de 90 °C, el disolvente orgánico soluble en agua es un alcohol polihidroxilado.
- 5. Conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta según la reivindicación 4, en el que el alcohol polihidroxilado se usa solo o en combinación de cualesquiera dos o más seleccionados del grupo que consiste en etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, polietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol, polipropilenglicol y glicerina.
- 6. Conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el contenido del pigmento (A1) en la tinta (I) o el contenido del pigmento (A2) en la tinta (II) es de no menos del 3 % en masa.
- 7. Conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la razón en masa del pigmento (A1) con respecto al pigmento (A2) [(A1)/(A2)] que se combinan en la tinta a base de agua (I) y la tinta a base de agua (II), respectivamente, es de no menos de 10/90 y no más de 90/10.
- 8. Conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el pigmento (A1) y el pigmento (A2) se dispersan en la tinta a base de agua (I) y la tinta a base de agua (II), respectivamente, con un polímero (B).
- 9. Conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta según la reivindicación 8, el polímero (B) es un polímero a base de vinilo obtenido mediante polimerización por adición de un monómero de vinilo.
- 10. Conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta según la reivindicación 9, el polímero a base de vinilo comprende una unidad constitucional derivada de un monómero que contiene grupos aromáticos (b-1) y una unidad constitucional derivada de un monómero que contiene grupos funcionales iónicos (b-2).
- 11. Conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta según la reivindicación 8, en el que el polímero (B) es un polímero que contiene grupos aromáticos.
- 12. Conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el que el pigmento (A1) en la tinta a base de agua (I) y el pigmento (A2) en la tinta a base de agua (II) están respectivamente en forma de partículas de polímero (B) que contienen pigmento, y se introduce una estructura de reticulación en el polímero (B) que constituye las partículas de polímero (B) que contienen pigmento.
- 13. Conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, en el que la razón en masa del pigmento con respecto al polímero (B) [pigmento/polímero (B)] en cada una de la tinta a base de agua (I) y la tinta a base de agua (II) es de no menos de 30/70 y no más de 90/10.
- 14.Conjunto de tinta para impresión por chorro de tinta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el conjunto de tinta se usa para formar una imagen que comprende una región de imagen que comprende el pigmento (A1) y el pigmento (A2) y que muestra un único tono.
- 15. Uso del conjunto de tinta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, como tinta para impresión por chorro de tinta.
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