ES2987588T3 - Impresión por chorro de tinta por sublimación de colorante para textil - Google Patents
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Abstract
En la presente memoria se proporciona una composición de tinta de sublimación de tinta por inyección de tinta que está formulada para interactuar con una composición inmovilizadora de modo que la composición de tinta se coagule sobre la superficie de un sustrato absorbente, limitando así sustancialmente la absorción de la composición de tinta en el sustrato. También se proporcionan un proceso de impresión y una máquina de impresión, en donde la composición de tinta se imprime directamente sobre el sustrato simultáneamente con la composición inmovilizadora, y luego se somete a prensado térmico para proporcionar una transferencia de sublimación de tinta del tinte al sustrato, formando así una imagen que se caracteriza por bordes nítidos y bien definidos de las áreas teñidas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Impresión por chorro de tinta por sublimación de colorante para textil
Campo y antecedentes de la invención
La presente invención, en algunas realizaciones de la misma, se refiere a la impresión textil y, más particularmente, pero no exclusivamente, a la impresión de composiciones de tinta de sublimación de colorante directamente sobre sustratos absorbentes.
Los métodos actualmente conocidos de teñir tejidos que usan sublimación de colorante utilizan tintes especiales sensibles al calor para imprimir primero los diseños deseados, gráficos, texto u otras imágenes en papel de transferencia especial, denominado medio de transferencia. La superficie del medio de transferencia sobre el que se han impreso los patrones se coloca entonces en contenido directo con la tela, y el papel y la tela se colocan juntos en una prensa térmica. El calor impartido por la prensa térmica calienta el medio de transferencia y el tejido a aproximadamente 200 °C, haciendo que la imagen en el medio de transferencia se transfiera al tejido por sublimación. Específicamente, la prensa térmica somete el medio de transferencia a una temperatura tan alta que el tinte sólido dispuesto en el medio de transferencia se vaporiza en un gas directamente desde su estado sólido. La alta temperatura también sirve para abrir los poros y aflojar las fibras del tejido y permitir que las moléculas de tinte entren en el material del tejido que está directamente en contacto con el medio de transferencia. A medida que la temperatura dentro de la prensa de calor se enfría, o cuando el tejido se retira de la prensa de calor, las fibras se cierran y el gas de las moléculas de tinte vuelve a un estado sólido, atrapando el tinte en los poros de la fibra de tela. De este modo, el tejido contiene una imagen especular del patrón previamente dispuesto en el medio de transferencia.
La necesidad de usar un medio de transferencia complica el proceso y limita la usabilidad de este proceso por diversas razones. Por ejemplo, un proceso de sublimación de colorante se basa, entre otras cosas, en la prensa térmica y el contacto entre el medio de transferencia y el tejido. Si hay huecos en el contacto entre el papel de transferencia y el tejido, el tinte vaporizado podrá moverse en el espacio y no se verá obligado a entrar en el tejido en la misma ubicación y configuración que tenía en el medio de transferencia. Debido a que un buen contacto entre el papel de transferencia y el tejido es fundamental para lograr la transferencia de tinte deseada y la calidad de impresión usando sublimación de colorante, los procesos de sublimación de colorante no son adecuados para imprimir en ciertas superficies de prendas que no son lo suficientemente planas o prensables para permitir un contacto directo uniforme entre el medio de transferencia y la prenda.
La dependencia de un medio de transferencia adolece de otras limitaciones derivadas de las propiedades de sublimación y absorción desiguales de diversas sustancias colorantes, y también limita el uso de técnicas de sublimación de colorantes en sistemas de rollo a rollo.
Las técnicas por chorro de tinta se utilizan en la impresión por sublimación de colorante, pero se limitan a la impresión indirecta de imágenes en medios de transferencia (un medio de registro de láminas), o para la impresión en sustratos pretratados. Otros métodos de impresión por sublimación de colorante implican una capa de tratamiento de agente que se forma en un objeto de impresión, en donde se lleva un tinte de sublimación sólido en la capa de tratamiento de agente pulverizando tinte de sublimación líquido sobre la capa de tratamiento de agente para permitir que una imagen de transferencia se infiltre en la capa de tratamiento de agente y endurecer el tinte de sublimación líquido infiltrado en la capa de tratamiento de agente. La imagen de transferencia se imprime en el objeto de impresión sublimando el tinte transportado en la capa de tratamiento de agente e infiltrando el tinte sublimado en los poros agrandados de una textura del objeto de impresión calentando el objeto de impresión.
La impresión directa por chorro de tinta en tejidos es una técnica bien establecida, sin embargo, las telas y otros sustratos textiles presentan desafíos para la tecnología de impresión por chorro de tinta en el sentido de que los sustratos son típicamente absorbentes, flexible y estirable, a menudo de color (no blanco), y se utilizan en una variedad de entornos dinámicos y de uso, incluyendo ropa deportiva y para actividades físicas, de repetitivo lavado, secado y plegado, y similares. Como la tecnología de impresión por chorro de tinta es una impresión sin contacto en la que se aplican gotas de tinta de tamaño pequeño directamente sobre diferentes sustratos, incluyendo textiles, presenta un desafío para lograr imágenes nítidas de alta calidad, debido a la movilidad de las gotas de tinta en el sustrato, que debe ser limitada. La movilidad de la gota de tinta, particularmente durante el remojo, la extensión y el sangrado deben limitarse en diversos sustratos de tela, ya que el sangrado de color a color afecta negativamente a la calidad de las impresiones resultantes. Hay varias teorías que intentan explicar los mecanismos de sangrado de color y ofrecen soluciones que se basan principalmente en reacciones/procesos químicos o físicos entre la tinta y el sustrato pretratado. La mayoría de estas soluciones requieren un pretratamiento del sustrato, fuera de línea el proceso de impresión y la maquinaria; sin embargo, la mayoría de estos pretratamientos reducen la calidad del tejido, degradan algunas de sus propiedades más valiosas y/o aumentan los costes.
En el contexto de las técnicas de impresión por sublimación de colorante, la chorro de tinta directa es aún más problemática, ya que la composición de tinta de sublimación de colorante, que no contiene partículas de pigmento, agentes formadores de película y/o aglutinantes de sustrato, es más probable que se desvanezca hacia los lados y se desangre en la tela, lo que conduce a una mayor pérdida de nitidez de la imagen impresa, mientras que la etapa de calentar el sustrato que tiene el tinte impreso en el mismo conduce a una mayor difusión de la gota de tinta mientras las moléculas de tinte se subliman y difunden en estado gaseoso en todas las direcciones desde la gota difuminada. De este modo, las técnicas por chorro de tinta directa no se han implementado con éxito utilizando tintas de sublimación de colorante.
Las solicitudes PCT n.° WO 2005/115089 y WO 2005/115761, por el presente cesionario, enseñan un proceso, una composición y un aparato para imprimir una imagen en una superficie absorbente, tal como una pieza textil sin tratar (un sustrato que no ha sido pretratado químicamente), que incluye aplicar una composición humectante sobre la superficie que es capaz de interferir con el acoplamiento de una composición de tinta líquida con los sitios de unión de la superficie. De acuerdo con los procesos enseñados en estas solicitudes de patente, una vez que se aplica la composición humectante, la composición de tinta líquida se aplica mientras la superficie aún está húmeda. Usando este proceso, se forma una imagen de colores vivos en la superficie de absorción. Estas solicitudes de patente, sin embargo, no abordan las limitaciones asociadas con la impresión de una imagen en color en una superficie oscura absorbente.
Las composiciones de tinta de múltiples partes, que se basan en poner en contacto una composición inmovilizadora y una composición de tinta coloreada en la superficie de un sustrato sin tratar, para congelar la composición de tinta coloreada sobre el sustrato, minimizando así el emplumado y la inmersión de los mismos en sustratos absorbentes, también se enseñan en la solicitud de patente de Estados Unidos n.° 11/588.277 (publicación de solicitud de patente de Estados Unidos n.° 20070104899), la solicitud de patente de Estados Unidos con n.° de serie 11/606.242 (publicación de solicitud de patente de Estados Unidos n.° 20070103529) y la solicitud de patente de Estados Unidos con n.° de serie 14/619.218 (publicación de solicitud de patente de Estados Unidos n.° 20150152274).
En la patente de Estados Unidos n.° 7.134.749, por el presente cesionario, se enseña un método y un aparato para la impresión en color sobre una pieza textil oscura sin tratar que incluye la impresión digital, por medio de un cabezal de impresora por chorro de tinta, una capa de tinta blanca opaca directamente sobre la pieza textil oscura sin tratar, e imprimir digitalmente una imagen coloreada sobre la capa de tinta blanca. Uno de los principios principales de este método es la impresión digital de la capa de tinta blanca, que se realiza de tal manera que la capa de tinta blanca cubra sustancialmente, sin exceder, el área diseñada de la siguiente imagen coloreada que se va a imprimir y, además, de manera que la capa de tinta blanca y la imagen coloreada sean sustancialmente coextensivas. Todas las etapas de impresión en este método se realizan esencialmente usando técnicas de impresión por chorro de tinta convencionales.
En la patente de Estados Unidos n.° 8.540.358, por el presente cesionario, se enseñan composiciones de tinta por chorro de tinta para formar una imagen en forma de una película elástica unida a una superficie de un sustrato estirable y/o flexible sin tratar y se divulgan procesos que utilizan las mismas para imprimir imágenes en color por chorro de tinta en diversos sustratos tales como coloreados y absorbentes o materiales estirables impregnables, que se caracterizan por una mayor eficiencia en el tiempo de proceso, tinta y consumo de energía, así como productos que tienen durabilidad, imágenes resistentes al lavado y a la abrasión impresas en el mismo por el proceso.
La impresión directa por chorro de tinta de pigmentos en tejidos no tratados ha disfrutado de las mejoras proporcionadas por las tecnologías mencionadas anteriormente, dado que se requiere que las partículas de pigmento emulsionadas y suspendidas se unan al sustrato por medio de agentes formadores de película, agentes de adhesión y/o aglutinantes, formando una película que encapsula las partículas de pigmento mientras se adhiere al sustrato. Las tecnologías mencionadas anteriormente emplearon la presencia de agentes de adhesión formadores de película emulsionados y aglutinantes y/o dispersantes formadores de película de las partículas de pigmento suspendidas, utilizando variantes sensibles a la propiedad de estos ingredientes, en donde estos ingredientes tienden a perder su solubilidad en el medio de la tinta y, por lo tanto, provocan la coagulación de la composición de tinta cuando entra en contacto con un agente de ajuste de propiedades (por ejemplo, un ácido) sobre la superficie del sustrato.
Dado que los agentes formadores de película, los agentes de adhesión y/o aglutinantes no están presentes en una composición típica de tinta de sublimación de colorante, y la presencia de los cuales puede anular algunos de los principios de las metodologías de sublimación de colorante, las mejoras mencionadas anteriormente de la impresión directa por chorro de tinta en sustratos no tratados no se implementaron en los procesos de sublimación de colorante.
Sumario de la invención
Las realizaciones de la presente invención se refieren a un proceso de impresión por sublimación de colorante, basándose en metodologías por chorro de tinta directa, desprovistas del uso de un medio de transferencia o pretratamiento químico del sustrato, que mejora o al menos preserva la calidad de la imagen impresa proporcionada por las metodologías de sublimación de colorante actualmente conocidas, al tiempo que simplifica y reduce el coste del proceso de impresión. La composición de tinta de sublimación de colorante está formulada para incluir un agente sensible a propiedades, que es sensible en el sentido de que hace que la composición de tinta que comprende el tinte se coagule al entrar en contacto con un agente de ajuste de propiedades en la superficie de un sustrato sin tratar, formando así un pequeño y confinado punto de tinta en el sustrato que posteriormente se calienta para sublimar el tinte que penetra en las fibras del sustrato. La técnica proporcionada actualmente es eficaz independientemente de la presencia de ingredientes formadores de película en la composición de tinta, y elimina las limitaciones asociadas con la impresión por chorro de tinta directa de composiciones de tinta de sublimación de colorante en sustratos no tratados (tejidos y otras superficies) adecuados para la impresión por sublimación de colorante.
De acuerdo con un aspecto de algunas realizaciones de la invención, se proporciona un proceso de impresión directa por chorro de tinta de una imagen sobre un sustrato textil absorbente usando una composición por chorro de tinta por sublimación de colorante, que incluye poner en contacto al menos una porción del sustrato con una composición inmovilizadora, imprimir la composición de tinta de sublimación de colorante directamente sobre la porción del sustrato y calentar el sustrato para formar de ese modo la imagen sobre la superficie del sustrato. El proceso está caracterizado por que dicho contacto y dicha impresión se efectúan en un lado frontal del sustrato;
dicha composición de tinta comprende un colorante sublimable de baja energía, un agente sensible a propiedades y un soporte, y dicha composición inmovilizadora comprende un agente de ajuste de propiedades y un soporte, y dicha composición de tinta de sublimación de colorante está esencialmente desprovista de un agente formador de película,
dicho calentamiento se efectúa bajo presión,
dicha composición de tinta está formulada para coagularse en dicha porción del sustrato al entrar en contacto con dicha composición inmovilizadora, evitando así sustancialmente que dicha composición de tinta de sublimación de colorante penetre en el sustrato textil absorbente,
dicha composición inmovilizadora y dicha composición de tinta se aplican cada una individualmente de forma digital sobre dicha porción del sustrato mediante un aplicador separado seleccionado del grupo que consiste en una boquilla y un cabezal de impresión, y
dicha composición de tinta se aplica sobre dicho sustrato mientras dicho sustrato aún está húmedo con dicha composición inmovilizadora.
En algunas realizaciones, el agente sensible a propiedades es un agente soluble en álcali.
En algunas realizaciones, el agente soluble en álcali se selecciona del grupo que consiste en un dispersante soluble en álcali, un tensioactivo soluble en álcali, un polímero soluble en álcali, un coagulante soluble en álcali y un agente gelificante soluble en álcali.
En algunas realizaciones, el agente soluble en álcali es un polímero soluble en álcali.
En algunas realizaciones, el agente de ajuste de propiedades se selecciona del grupo que consiste en un ácido, un óxido metálico y un catión metálico divalente.
En algunas realizaciones, la composición inmovilizadora y/o la composición de tinta formulada para su aplicación desde un cabezal de impresión está caracterizada por al menos uno de:
un tamaño de partícula máximo de menos de 1 micrómetro;
una viscosidad dinámica a cizalla que oscila entre 2 y 25 centipoises;
una viscosidad de Brookfield inferior a 25 centipoises a la temperatura de impresión;
una tensión superficial que oscila entre 24 y 32 mN/m; y
una resistencia eléctrica de 50 a 2000 ohmios por centímetro.
En algunas realizaciones, la composición inmovilizadora que se aplica desde una boquilla está caracterizada por al menos uno de:
un tamaño de partícula máximo de menos de 100 micrómetros;
una viscosidad dinámica a cizalla que oscila entre 2 y 400 centipoises;
una viscosidad de Brookfield inferior a 400 centipoises a la temperatura de impresión;
una tensión superficial que oscila entre 15 y 70 mN/m; y
una resistencia eléctrica de 50 a 2000 ohmios por centímetro.
En algunas realizaciones, la composición de tinta se aplica mediante el cabezal de impresión por chorro de tinta.
En algunas realizaciones, la composición inmovilizadora se aplica mediante el cabezal de impresión por chorro de tinta y/o la boquilla.
En algunas realizaciones del proceso presentado en el presente documento, la impresión se efectúa concomitantemente dentro de un periodo de tiempo que oscila entre 0,01 segundos y 15 minutos.
En algunas realizaciones, la composición inmovilizadora se aplica en línea con la composición de tinta.
En algunas realizaciones del proceso presentado en el presente documento, el calentamiento se efectúa a una temperatura que oscila entre 140 y 220 °C.
En algunas realizaciones, el calentamiento se efectúa bajo presión a una presión que oscila entre 0,5 y 5 kg por cm2 En algunas realizaciones, el calentamiento se efectúa bajo presión durante un periodo de tiempo que oscila entre 10 y 90 segundos.
En algunas realizaciones del proceso presentado en el presente documento, el sustrato sobre el que se imprime la imagen es un sustrato sin tratar.
En algunas realizaciones del proceso presentado en el presente documento, el sustrato está desprovisto del agente de ajuste de propiedades antes del contacto.
De acuerdo con un aspecto de algunas realizaciones de la invención, se proporciona una composición de tinta de sublimación de colorante, que incluye un colorante sublimable y un agente sensible a propiedades y un soporte acuoso, caracterizada por que:
dicho colorante sublimable es un colorante sublimable de baja energía,
dicho agente sensible a propiedades se vuelve insoluble en dicho soporte al entrar en contacto con un agente de ajuste de propiedades seleccionado del grupo que consiste en un ácido, un óxido metálico y un catión metálico divalente, dicho agente sensible a propiedades efectúa la coagulación de la composición de tinta al entrar en contacto con dicho agente de ajuste de propiedades,
dicho agente sensible a propiedades se selecciona del grupo que consiste en un agente soluble en álcali, un agente sensible a los ácidos, un agente sensible a óxidos metálicos, un agente sensible a cationes metálicos divalentes y una combinación de los mismos,
la composición tiene un pH superior a 7,5 y
la composición está esencialmente desprovista de un agente formador de película.
En algunas realizaciones, el agente sensible a propiedades es un agente dispersante, asociado con dispersar o emulsionar el colorante sublimable en el soporte.
En algunas realizaciones, la concentración del agente sensible a propiedades en la composición de tinta es superior al 1 % en peso del peso total de la composición.
En algunas realizaciones, la concentración del agente sensible a propiedades en la composición de tinta oscila entre el 1 % al 30 % en peso del peso total de la composición.
En algunas realizaciones, el agente sensible a propiedades es un agente soluble en álcali.
En algunas realizaciones, el agente soluble en álcali se selecciona del grupo que consiste en un dispersante soluble en álcali, un tensioactivo soluble en álcali, un polímero soluble en álcali, un coagulante soluble en álcali y un agente gelificante soluble en álcali.
En algunas realizaciones, el agente soluble en álcali es un polímero soluble en álcali.
En algunas realizaciones, el polímero soluble en álcali es un polímero acrílico soluble en álcali acuoso.
En algunas realizaciones, la composición incluye, además, un agente de ajuste de pH alcalino.
En algunas realizaciones de la composición presentada en el presente documento, la composición es adecuada para la impresión directa por chorro de tinta desde un cabezal de impresión por chorro de tinta.
En algunas realizaciones de la composición presentada en el presente documento, la composición está caracterizada por al menos uno de:
un tamaño de partícula máximo de menos de 1 micrómetro;
una viscosidad dinámica a cizalla que oscila entre 2 y 25 centipoises;
una viscosidad de Brookfield inferior a 25 centipoises a la temperatura de impresión;
una tensión superficial que oscila entre 24 y 32 mN/m; y
una resistencia eléctrica de 50 a 2000 ohmios por centímetro.
De acuerdo con un aspecto de algunas realizaciones de la invención, se proporciona un kit de impresión por chorro de tinta (un conjunto de tintas) que incluye al menos la composición de tinta de sublimación de colorante presentada en el presente documento y una composición inmovilizadora.
En algunas realizaciones, el kit se identifica por impresión, en o sobre el material de envasado, para su uso en la impresión de una imagen en un sustrato absorbente usando la composición de tinta de sublimación de colorante, mientras inmoviliza la composición de tinta al entrar en contacto con la composición inmovilizadora.
En algunas realizaciones, cada una de la composición inmovilizadora y la composición de tinta en el kit se envasan por separado en un material de envasado.
A menos que se defina de otra manera, todos los términos técnicos y/o científicos utilizados en el presente documento tienen el mismo significado que el entendido comúnmente por un experto habitual en la materia al que pertenece la invención. Aunque pueden utilizarse métodos y materiales similares o equivalentes a los descritos en el presente documento en la puesta en práctica o ensayo de las realizaciones de la invención, a continuación, se describen los métodos y/o materiales de ejemplo. En caso de conflicto, la memoria descriptiva de la patente, que incluye las definiciones, prevalecerá. Adicionalmente, los materiales, métodos y ejemplos son únicamente ilustrativos y no pretenden ser necesariamente limitantes.
Breve descripción de las diversas vistas de los dibujos
En el presente documento, se describen algunas realizaciones de la invención, únicamente a modo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos. A continuación, con referencia específica y pormenorizada a los dibujos, se hace hincapié en que las particularidades mostradas son a modo de ejemplo y con el objetivo de describir ilustrativamente las realizaciones de la invención. En este sentido, la descripción, junto con los dibujos, hace que sea evidente para los expertos en la materia cómo pueden ponerse en práctica las realizaciones de la invención.
En los dibujos:
la figura 1 presenta una ilustración esquemática de una máquina de impresión por chorro de tinta de sustrato de sublimación de colorante de rollo a rollo de ejemplo, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, en donde la máquina de impresión 30 ilustrativa comprende un aplicador 31 para aplicar una composición inmovilizadora sobre la superficie del sustrato 32, un cabezal de impresión 33 para imprimir la composición de tinta de sublimación de colorante en la superficie del sustrato 32, una prensa térmica 34a-d en la forma ilustrativa de una prensa térmica de sistema de rodillos (calandria) para ejercer calor y presión sobre el sustrato 32 después de aplicar la composición inmovilizadora e imprimir la composición de tinta sobre el mismo, y el conjunto de mesa de impresión 35b para mover y sujetar sustrato 32 desde el rodillo aguas arriba 35a hasta el rodillo aguas abajo 35c con respecto al aplicador 31, el cabezal de impresión 33 y la prensa de calor 34 y comprende, además, el controlador 36 para colocar y sincronizar el aplicador 31 y el cabezal de impresión 33, un controlador 37 para la regulación de la temperatura, una prensa térmica de presión y temporización 34, y un controlador 38 para coordinar el movimiento relativo entre el aplicador 31, un cabezal de impresión 33, una prensa de calor 34 y un conjunto de mesa de impresión 35;
la figura 2 presenta una ilustración esquemática de una máquina de impresión de carrusel de ejemplo, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, en donde la máquina de impresión 40 ilustrativa comprende un aplicador 41 para aplicar una composición inmovilizadora sobre la superficie del sustrato (no mostrado), un cabezal de impresión 43 para imprimir la composición de tinta de sublimación de colorante en la superficie del sustrato, una prensa térmica 44 en la forma ilustrativa de una prensa térmica plana estacionaria para ejercer calor y presión sobre el sustrato después de aplicar la composición inmovilizadora e imprimir la composición de tinta sobre el mismo, y el conjunto de mesa de impresión 45a para mover el sustrato con respecto al aplicador 41, un conjunto de mesa de impresión 45b para mover el sustrato con respecto al cabezal de impresión 43 y un conjunto de mesa de impresión 45c para mover el sustrato con respecto a una prensa de calor 44, en donde los conjuntos de mesa de impresión 45a-45c representan diferentes posiciones del conjunto de mesa de impresión y comprende, además, un controlador 46 para posicionar y sincronizar el aplicador 41, un controlador 47 para posicionar y sincronizar un cabezal de impresión 43, un controlador 48 para la regulación de la temperatura, una prensa térmica de presión y temporización 44 y un controlador 49 para coordinar el posicionamiento de los conjuntos de mesa de impresión 45a-45c;
la figura 3 presenta una fotografía digital de un borde del sustrato que tiene imágenes impresas en el mismo, en donde la parte superior de la imagen que muestra la imagen impresa sin usar una composición inmovilizadora, es decir, sin coagulación de la composición de tinta antes de calentar el sustrato, y mostrando la parte inferior de la imagen la imagen impresa mientras se usa una composición inmovilizadora, es decir, con la coagulación de la composición de tinta antes de calentar el sustrato; y
la figura 4 es un gráfico comparativo que muestra la intensidad de color de la imagen impresa con coagulación de la composición de tinta de sublimación de colorante (línea continua) y la intensidad de color de la imagen impresa sin coagulación de la composición de tinta (línea discontinua), en donde la intensidad de color se mide como una función de la distancia desde un punto arbitrario cerca del centro de la imagen y continúa en el área no impresa del sustrato.
Descripción de las realizaciones específicas de la invención
La presente invención, en algunas realizaciones de la misma, se refiere a la impresión textil y, más particularmente, pero no exclusivamente, a la impresión de composiciones de tinta de sublimación de colorante directamente sobre sustratos absorbentes.
Los principios y el funcionamiento de la presente invención pueden entenderse mejor con referencia a las figuras y descripciones adjuntas.
Antes de explicar con detalle al menos una realización de la invención, debe entenderse que la invención no está necesariamente limitada en su aplicación a los detalles expuestos en la siguiente descripción o ejemplificados por los Ejemplos. La invención es apta para otras realizaciones o puede ponerse en práctica o llevarse a cabo de diversas maneras.
Como se ha mencionado antes aquí, las tecnologías de impresión por chorro de tinta actualmente conocidas no son adecuadas para la impresión directa de composiciones de tinta de sublimación de colorante, particularmente en sustratos absorbentes tales como tejidos de poliéster, debido al remojo y la dispersión de la gota de tinta inyectada sobre y dentro del sustrato, y el posterior difuminado de la tinta durante la etapa de sublimación impulsada por calor del proceso de impresión.
Como se ha presentado anteriormente, mientras que el problema del sangrado de las tintas a base de pigmentos se ha mitigado mediante el uso de un sistema de tinta de múltiples partes en el que una composición de tinta coloreada sensible a propiedades (por ejemplo, una composición de tinta sensible al pH) se inmoviliza como resultado de un agente de adhesión formador de película, aglutinante o dispersante de pigmento en la tinta que entra en contacto con una composición inmovilizadora que contiene un ácido, este enfoque no se ha implementado para la composición de tinta de sublimación de colorante ya que estos ingredientes no están presentes y no deberían estar en dichas tintas.
Mientras se contempla el uso de una composición de tinta de sublimación de colorante en la impresión directa por chorro de tinta en tejidos sintéticos, como poliésteres, tejidos acrílicos o de poliamida y otros sustratos adecuados para la sublimación de colorante, los presentes inventores han contemplado añadir un agente sensible a propiedades en la composición de tinta de sublimación de colorante, y el uso de una composición inmovilizadora que se puede aplicar digitalmente mediante un cabezal de impresión por chorro de tinta o mediante una boquilla de pulverización, que reaccionará con las gotas de tinta de sublimación de colorante y provocará su inmovilización (coagulación, congelación, gelificación, sedimentación, solidificación o, de lo contrario, un fuerte aumento de la viscosidad), evitando o deteniendo sustancialmente de este modo el remojo, sangrado, difuminado y/o penetración vertical de la tinta de sublimación de colorante en el tejido. Los presentes inventores han previsto que, si dicha coagulación puede efectuarse instantáneamente tras el contacto de la composición de tinta de sublimación de colorante con el sustrato, la inmovilización de la gotita de tinta ayudará a evitar el remojo excesivo de la tinta en su estado líquido o disuelto, y limitará aún más el difuminado de las moléculas de tinte sublimadas en la fase gaseosa durante la etapa de calentamiento. Además, se ha previsto que el control sobre la concentración del agente sensible a propiedades en la composición de tinta de sublimación de colorante, y el control sobre la concentración y cantidad de la composición inmovilizadora, se podría controlar el grado de penetración de la tinta en el tejido donde dicha penetración es desventajosa.
En resumen, la inmovilización de la composición de tinta se efectúa generalmente en al menos una porción de una superficie de un sustrato con el objetivo de limitar o detener el remojo, extender y difuminar la composición de tinta en/sobre la superficie del sustrato, lo que se denomina colectivamente en el presente documento como "remojo", particularmente cuando se imprime por chorro de tinta la composición de tinta sobre un sustrato absorbente, como un textil. De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, el sustrato es un sustrato textil, como un tejido o no tejido, una tela, una prenda y/o una prenda de vestir.
Cuantitativamente, "inmovilización" en el contexto de la realización de la presente invención se define como elevar la viscosidad de la composición de tinta que contiene color en 10 pliegues, 50 pliegues, 100 pliegues, 500 pliegues, 1000 pliegues o 2000 pliegues y más. Por ejemplo, cuando una composición de tinta que contiene color dada se caracteriza por tener una viscosidad de 2-25 centipoises, se define como inmovilizado cuando su viscosidad se eleva a aproximadamente 2000 centipoises o más como resultado de la congelación. En algunas realizaciones, el término "inmovilización" se usa para referirse a un fuerte aumento en la viscosidad de un líquido, de modo que las gotitas del líquido sean menos propensas a fluir, remojarse, sangrarse, extenderse y difuminarse.
De ahí el cambio químico y/o físico, que afecta a las gotas de composición de tinta líquida, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, se denomina generalmente en el presente documento "inmovilización". En el contexto del cambio químico y mecánico que se produce en la composición de la tinta, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, el término "inmovilización", como se usa en el presente documento, es intercambiable con los términos "coagulación", "congelación", "floculación", "precipitación", "espesamiento" o "gelificación" y viceversa, y se refieren a la fuerte disminución de la fluidez de un líquido anteriormente fluido. La coagulación también puede efectuarse o verse como sedimentación, precipitación, solidificación parcial y polimerización parcial de constituyentes solubles en la composición. El término "sedimentación", como se usa en el presente documento, se refiere a la desestabilización de sustancias coloidales o emulsionadas suspendidas, como partículas de pigmento. El término "floculación", como se usa en el presente documento, se refiere al puente entre partículas por una cadena de polímero, haciendo que formen flóculos o agregados más grandes que podrían sedimentarse o precipitarse.
Composición de tinta de sublimación de colorante diseñada para inmovilización controlada:
De acuerdo con un aspecto de las realizaciones de la presente invención, se proporciona una composición de tinta de sublimación de colorante que incluye un colorante sublimable y un agente sensible a propiedades, como se define a continuación. De acuerdo con algunas realizaciones, la composición de tinta de sublimación de colorante incluye, además, un soporte, como un soporte acuoso.
Los colorantes sublimables son típicamente insolubles en agua y, por lo tanto, se introducen en composiciones de tinta a base de soporte acuoso como dispersiones o emulaciones, dependiendo del estado físico que tomen a temperatura ambiente (sólido o líquido). La mayoría de los colorantes sublimables son partículas sólidas hechas de agregados de pequeñas moléculas orgánicas insolubles en agua, que se vuelven dispersables en los medios acuosos por medio de un agente dispersante o un dispersante, que también puede denominarse tensioactivo. Estos agentes tensioactivos encapsulan la partícula de tinta y permiten que se disperse en soportes acuosos. Algunas partículas de colorante sublimable se modifican para presentar "colas" hidrófilas, es decir, la molécula de colorante se modifica en una molécula perforada en agua en virtud de un resto hidrófilo unido a la misma. En el contexto de las realizaciones de la presente invención, los colorantes sublimables están presentes en cualquier forma dispersa o emulsionada, siendo por tensioactivos, agentes dispersantes o por modificación química.
Los colorantes sublimables ilustrativos incluyen, sin limitación, C.I. Disperse Red 60, C.I. Disperse blue 359, C.I. Disperse blue 360, C.I. Disperse blue 56, C.I. Disperse Yellow 54, C.I. Disperse Orange 25 y C.I. Disperse Brown 27, algunos de los cuales son conocidos por sus nombres comerciales, como los colorantes dispersos Orcocilacron™ para poliéster, SunChemical Jetsperse DS, Diamond Dispersions DS, Jetcolour JSUB, Hollindia International BV Holcron, Standard Colors PERMASII y Jay Chemical Industries Jaylene. Los colorantes líquidos sublimables adicionales disponibles de Lever Colors Inc. con el nombre comercial Cylcotrans™ incluyen Disperse Blue 60, Disperse Blue 359, Disperse Blue 360, Disperse Yellow 54, Disperse Red 60, Disperse Orange 25 y Disperse Black Mix.
También son útiles los tintes sublimables de baja energía, tal como Holcron Fast Yellow 3GL (un colorante sublimable amarillo 54 disperso), Holcron Yellow 3G (un colorante sublimable amarillo 64 disperso), Holcron Orange 2RL (un colorante sublimable de Orange 25 disperso), Holcron Scarlet 2G (un colorante sublimable Red 50 disperso), Holcron Red FB (un colorante sublimable Red 60 disperso) y Holcron Blue FBL (un colorante sublimable Blue 56 disperso), disponible comercialmente de Hollindia International BV.
De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, la composición de tinta está formulada para no impartir una película sobre la superficie del sustrato, por ende, la composición de tinta está esencialmente desprovista de un agente formador de película. En el contexto de las realizaciones de la presente invención, los agentes formadores de película incluyen agentes promotores de la adhesión, aglutinantes y algunas resinas de alto peso molecular.
Las composiciones de tinta de chorro de tinta pueden incluir, además, ingredientes adicionales tales como humectantes/agentes humectantes, agentes tensioactivos, antiespumantes, agentes anticorrosivos, agentes antimicrobianos, agentes espesantes/modificadores de la viscosidad y similares.
Cabe señalar que cualquier ingrediente ilustrativo divulgado en el presente documento se proporciona únicamente con fines ilustrativos, y no debe considerarse como una limitación a ese ingrediente particular o producto disponible comercialmente, sino considerarse más bien como un miembro representativo de un grupo más amplio de alternativas, todos los cuales están destinados a estar abarcados en el contexto de otras realizaciones de la presente invención.
Los agentes modificadores de la viscosidad ilustrativos incluyen, sin limitación, espesantes asociativos, aditivos de reología newtoniana, glicoles, polietilenglicol, propilenglicol, trietilenglicol, dietilenglicol, glicerina, alcoholes de alto peso molecular, carbowax, alcoholes de polivinilo, polivinilpirrolidonas y cualquier combinación de los mismos. Algunos agentes modificadores de la viscosidad pueden actuar doblemente como humectantes/agentes humectantes.
Los humectantes/agentes humectantes ilustrativos adecuados para la presente composición de tinta de chorro de tinta de sublimación de colorante incluyen, sin limitación, glicerina, éteres de glicol, propilenglicol, dipropileno glicol, tripropilenglicol y similares; y espesantes como TEGO® ViscoPlus, BASF Rheovis®, DOW ACRY<s>O<l>™, BYK 425 y BYK 428.
Los agentes tensioactivos ilustrativos incluyen, sin limitación, polidimetilsiloxanos modificados con poliéter, polimetilalquilsiloxano, poliéster polidimetilsiloxano modificado con hidroxilo, un tensioactivo aniónico de fluorocarbono/hidrocarburo, un copolímero poliacrílico y cualquier combinación de los mismos.
Los agentes anticorrosión ilustrativos incluyen, sin limitación, toliltriazol (metilbenzotriazol, benzotriazol y combinaciones de los mismos.
Para ser adecuada para la impresión por chorro de tinta, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, la composición de tinta de sublimación de colorante presentada en el presente documento está caracterizada por al menos uno de:
un tamaño de partícula máximo de menos de 1 micrómetro;
una viscosidad dinámica a cizalla que oscila entre 2 y 25 centipoises;
una viscosidad de Brookfield inferior a 25 centipoises a la temperatura de impresión;
una tensión superficial que oscila entre 24 y 32 mN/m; y
una resistencia eléctrica de 50 a 2000 ohmios por centímetro.
Agente sensible a propiedades:
En algunas realizaciones, la composición de tinta de sublimación de colorante presentada en el presente documento incluye un colorante sublimable disperso o emulsionado y un agente sensible a propiedades, en donde el agente sensible a propiedades se selecciona capaz de provocar la congelación de la composición de tinta al entrar en contacto con un agente de ajuste de propiedades, ya que estos agentes se analizan a continuación. Sin desear quedar ligado a teoría particular alguna, se observa que el agente sensible a propiedades pierde su solubilidad en el soporte de la composición de tinta (el agente sensible a propiedades se vuelve insoluble en el soporte) al entrar en contacto con el agente de ajuste de propiedades, al menos hasta cierto punto que sea suficiente para provocar la congelación/coagulación de la composición de tinta.
En algunas realizaciones, la pérdida de dispersabilidad del colorante sublimable provoca la coagulación de las partículas de colorante sublimable en la composición de tinta, de tal manera que las partículas se aglutinan en el soporte y ya no pueden empaparse en el sustrato con el soporte. En el contexto de las realizaciones de la presente invención, la congelación de toda la gota de tinta en un gel, o la aglomeración y coagulación de una masa insoluble que comprende las partículas de tinte en un soporte líquido, se denomina conjuntamente en el presente documento coagulación de la composición de tinta.
En algunas realizaciones, el agente dispersante de colorante sublimable, o el resto hidrófilo unido químicamente en el colorante sublimable, se selecciona para ser sensible a propiedades, en donde la característica sensible a propiedades provoca la coagulación de la composición de tinta al entrar en contacto con un agente de ajuste de propiedades.
Se puede permitir la coagulación de la tinta, de acuerdo con algunas realizaciones, añadiendo a la composición de tinta de sublimación de colorante uno o más agentes sensibles a las propiedades solubles en álcali (por ejemplo, coagulantes/agentes sensibles a los ácidos o sensibles a los óxidos metálicos), agentes sensibles a la propiedad basados en polipéptidos (por ejemplo, coagulantes/agentes sensibles a los ácidos) y agentes sensibles a las propiedades basados en polisacáridos (por ejemplo, coagulantes/agentes sensibles a cationes metálicos divalentes), o una combinación de los mismos. De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, el agente sensible a propiedades es un agente soluble en álcali o un agente sensible a los ácidos.
En algunas realizaciones, el agente sensible a propiedades es un agente soluble en álcali, que se puede asociar con la dispersión de las partículas de colorante sublimable, un agente soluble en álcali que no está asociado con la dispersión de las partículas de colorante sublimables, o una combinación de los mismos. Por ejemplo, un tensioactivo sensible a propiedades, el agente dispersante o el resto hidrófilo puede ser soluble en álcali, en donde dicho tensioactivo soluble en álcali, el agente dispersante o el resto hidrófilo unido químicamente es sensible a una disminución en el pH, tal como se efectúa en presencia de un ácido, después de lo cual entra en contacto con un ácido, la partícula de colorante sublimable ya no se dispersa en el soporte, haciendo que la composición de tinta que comprende la misma se coagule (sufra un fuerte aumento de la viscosidad).
En realizaciones en las que el tensioactivo, el agente dispersante o el resto hidrófilo unido químicamente son sensibles a las propiedades, se consideran parte del agente sensible a propiedades requerido en la composición de tinta, según realizaciones de la presente invención. En algunas realizaciones, la cantidad del agente sensible a propiedades requerida en la composición de sublimación de colorante presentada en el presente documento se determina y establece independientemente del agente dispersante de tinte o el resto hidrófilo unido químicamente en las moléculas de tinte.
De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, la cantidad total del agente sensible a propiedades, ya sea que esté asociado con la dispersión del tinte o no, se establece de tal manera que sea suficiente para efectuar la coagulación de la gota de tinta sobre el sustrato. De acuerdo con algunas realizaciones, la relación de masa de agente sensible a propiedades a colorante sublimable es al menos 1:1, o al menos 1.1:1, 1.2:1, 1.3:1, 1.4:1, 1.5:1, 1.6:1, 1.7:1, 1.8:1, 1.9:1,2:1, 2.1:1,2.2:1,2.3:1,2.4:1,2.5:1,2.6:1, 2.7:1, 2.8:1, 2.9:1, o 3:1 en masa en la composición de tinta de sublimación de colorante. Típicamente, el porcentaje en masa del colorante sublimable en la composición de tinta de sublimación de colorante presentada en el presente documento oscila entre el 1 y el 10 % de la masa total de la composición, o entre el 1 y el 2 %, 1-3 %, 1-4 %, 1-5 %, 1-6 %, 1-7 %, 1-8 % o 1-9 % en masa de colorante sublimable en la composición de tinta de sublimación de colorante. Por ende, una concentración de dicho agente sensible a propiedades en la composición de tinta es mayor que aproximadamente el 1 % de la masa total de la composición de tinta, o al menos el 2 %, 3 %, 4 %, 5 %, 6 %, 7 %, 8 %, 9 %, 10 %, 11 %, 12 %, 13 %, 14 %, 15 %, 16 %, 17 %, 18 %, 19 %, 20 %, 21 %, 22 %, 23 %, 24 %, 25 %, 26 %, 27 %, 28 %, 29 % o 30 %.
En el contexto de la presente invención, un agente sensible a propiedades, cuya propiedad es el pH, y es sensible al ácido de modo que provoca la coagulación de la composición de tinta al entrar en contacto con un ácido, también se denomina agente soluble en álcali. De acuerdo con las realizaciones de la presente invención, los agentes solubles en álcali incluyen dispersantes solubles en álcali, tensioactivos solubles en álcali, polímeros solubles en álcali, coagulantes solubles en álcali y agentes gelificantes solubles en álcali.
De acuerdo con algunas realizaciones, el agente soluble en álcali es un polímero soluble en álcali, tal como, por ejemplo, un polímero acrílico soluble en álcali o un polímero coacrílico soluble en álcali tal como polímero de poli(estireno/ácido acrílico). Se observa, en el presente documento, sin desear quedar ligado a teoría particular alguna, que los polímeros acrílicos o coacrílicos solubles en álcali se vuelven solubles en condiciones alcalinas en las que se cargan los grupos carboxílicos en el polímero; tras lo cual la acidificación del medio acuoso que contiene el polímero soluble en álcali, los grupos cargados se vuelven neutros, lo que conduce a la pérdida de solubilidad en medios acuosos. En algunas realizaciones, el agente sensible a propiedades soluble en álcali se selecciona del grupo que consiste en un poliuretano emulsionado, un polímero de poliuretano, un polímero de poliéter, un polímero de poliéster, un polímero de poliacrilato, un polímero de cloruro de polivinilo, un polímero de acetato de polivinilo, un polímero de polivinil butiral, un polímero de aminosilicio y cualquier sal, copolímero o combinación de los mismos. Los polímeros solubles en álcali disponibles comercialmente incluyen Joncryl 586, Joncryl 678, Joncryl 96, Joncryl 296 y Joncryl 538.
Los tensioactivos solubles en álcali (sensibles a los ácidos) para tintes sublimables, adecuados para su uso en el contexto de algunas realizaciones de la presente invención, incluyen tensioactivos catiónicos. Los tensioactivos catiónicos ilustrativos incluyen, sin limitación, tensioactivos disponibles comercialmente como la familia disperbyk de BYK®, familia BYK 3XX, familia de productos de aire Surfynol®&Dynol®, la familia BASF Plurafac® y Plurafac®.
De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, el pH de la composición de tinta se mantiene por encima del pH neutro, en concreto, el pH de la composición de tinta es superior a 7, superior a 7,5, superior a 8, superior a 8,5, superior a 9, superior a 9,5, superior a 10, superior a 10,5 o superior a 11. El pH de la composición de tinta se puede establecer por la cantidad de todas las especies alcalinas en la misma, y se puede mantener aún más en un nivel deseado mediante el uso de un agente de ajuste de pH alcalino, tal como una base de un tampón. Típicamente, el pH se puede ajustar a niveles alcalinos mediante el uso de aminas orgánicas y/o hidróxido de amonio.
Composición inmovilizante y agente de ajuste de propiedades:#
De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, la composición inmovilizadora está formulada para transportar y administrar un agente de ajuste de propiedades al sustrato, y no contiene un colorante y, por lo tanto, es sustancialmente transparente e incolora, y está destinada a no dejar una marca distinguible en el sustrato. De este modo, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, la composición inmovilizadora está esencialmente desprovista de colorante, pigmento y/o colorante.
Las propiedades mecánicas de la composición inmovilizadora presentada en el presente documento están correlacionadas, al menos hasta cierto punto, a las propiedades del aplicador de líquido utilizado para aplicar la composición sobre el sustrato. Los aplicadores adecuados incluyen boquillas de pulverización de alta capacidad de salida que se usan normalmente para cubrir un área relativamente grande del sustrato a una resolución relativamente baja, y cabezales de impresión por chorro de tinta, siendo estos últimos más delicados y complejos y utilizado para la colocación precisa de gotas (alta resolución) con una capacidad de salida relativamente baja. Por motivos de simplicidad, el término "boquilla" se usa en el presente documento para referirse al aplicador de líquido de baja resolución y alto rendimiento, y el término "cabezal de impresión" se usa para referirse al aplicador de líquido de alta resolución y bajo rendimiento. La capacidad de salida también puede verse afectada por la velocidad relativa a la que el aplicador se mueve sobre el sustrato (o el sustrato se mueve debajo del aplicador) durante el proceso de impresión, sin embargo, la capacidad de salida se determina teniendo en cuenta ese movimiento relativo informando la cantidad total de líquido que se está suministrando a una unidad de área en una unidad de tiempo. Un cabezal de impresión típico suministra tinta de acuerdo con los variados requisitos de color digitalizados en cualquier segmento de imagen ("píxel") dado, el movimiento de la paleta y la frecuencia del cabezal de impresión, mientras que una boquilla de pulverización típica suministra una cantidad constante bajo una presión constante de líquido a lo largo del tiempo, variada por el movimiento de la paleta. Para una comparación ilustrativa, una capacidad de salida de pulverización de una boquilla varía aproximadamente 0,6-0,8 gramos por centímetro cuadrado (4-5 gramos por pulgada cuadrada) a una presión de aproximadamente 150 kPa (1,5 bar), mientras que la capacidad de salida de chorro de un cabezal de impresión varía aproximadamente 0,0003-0,008 gramos por centímetro cuadrado (0,002-0,05 gramos por pulgada cuadrada). Por ejemplo, para impresiones de 24 puntos/mm (55400 píxeles en centímetro cuadrado) (impresiones de 600 DPI; 360000 píxeles en pulgadas cuadradas), usando una caída de 4 pl para un píxel, la capacidad de salida de pulverización se traduce en aproximadamente 0,22* pl por centímetro cuadrado (1,44* pl por pulgada cuadrada) o aproximadamente 0,22 mg por centímetro cuadrado (1,44 mg por pulgada cuadrada), y para usar gotas de 80 pl, aproximadamente 0,005 gramos por centímetro cuadrado (0,03 gramos por pulgada cuadrada).
La composición inmovilizadora presentada en el presente documento se formula para que sea adecuada para su aplicación en línea de un proceso de impresión por chorro de tinta. Dicho de otra manera, la composición inmovilizadora está diseñada para aplicarse directamente sobre el sustrato como parte del proceso de impresión en lugar de una etapa de pretratamiento antes del proceso de impresión, que puede tener lugar fuera de línea del proceso de impresión por chorro de tinta. Dicha formulación incurre en algunas limitaciones de la composición inmovilizadora, particularmente en el sentido de que se requiere que la composición sea adecuada para los aplicadores por chorro de tinta que forman parte de la maquinaria por chorro de tinta, y particularmente las partes que implican la impresión directa por chorro de tinta.
De acuerdo con algunas realizaciones, cuando la composición inmovilizadora está diseñada para ser aplicada (pulverizada) por una boquilla, sus ingredientes se seleccionan y/o tratan de manera que la composición exhiba (se caracterice por) al menos uno de los siguientes atributos:
un tamaño de partícula máximo de menos de 200, 150, 100, 50, 25, 10 o 5 micrómetros;
una viscosidad dinámica a cizalla que oscila entre 2 y 400 centipoises;
una viscosidad de Brookfield inferior a 400 centipoises a temperatura ambiente;
una tensión superficial que oscila entre 15 y 70 mN/m; y
una resistencia eléctrica de 50 a 2000 ohmios por centímetro.
De acuerdo con algunas realizaciones, cuando la composición inmovilizadora está diseñada para ser aplicada (inyectada) por un cabezal de impresión, sus ingredientes se seleccionan y/o tratan de manera que la composición exhiba (se caracterice por) al menos uno de los siguientes atributos:
un tamaño de partícula máximo de menos de 1, 5 o 10 micrómetros;
una viscosidad dinámica a cizalla que oscila entre 2-25 centipoises;
una viscosidad de Brookfield inferior a 25 centipoises a la temperatura de impresión;
una tensión superficial que oscila entre 24 y 32 mN/m; y
una resistencia eléctrica de 50 a 2000 ohmios por centímetro.
De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, la composición inmovilizadora es una composición a base de agua, y el soporte de la composición inmovilizadora es un soporte acuoso o agua.
Uno de los objetivos de usar una composición inmovilizadora que contiene un agente de ajuste de propiedades como una (primera) parte, y una composición de tinta que contiene un agente sensible a propiedades en una (segunda) parte separada, es proporcionar los medios para inmovilizar (coagular, congelar, etc.) la composición de tinta solo al entrar en contacto las dos partes en la superficie del sustrato y no antes, evitando así la obstrucción de los elementos delicados de la máquina de impresión. El agente de ajuste de propiedades se selecciona de tal manera que efectúe un cambio en el agente sensible a propiedades, efectuando así la congelación de la composición de tinta.
El término "propiedad" en el contexto de un "agente de ajuste de propiedades" o un "agente sensible a propiedades", como se usa en el presente documento, se refiere a una propiedad química y/o física de un ingrediente en la composición de tinta que es sensible a la presencia o a un aumento en la cantidad del agente de ajuste de propiedades, una sensibilidad que se expresa, entre otras cosas, al perder la capacidad de permanecer líquido, disuelto, dispersado o emulsionado. Dicho de otra manera, la presencia o un aumento en la cantidad del agente de ajuste de propiedades hace que un agente sensible a propiedades en la composición de tinta rompa el estado suspendido o emulsionado de la composición de tinta (dispensabilidad), que conduce a su inmovilización. Los ejemplos representativos de dichas propiedades incluyen, sin limitación, acidez (pH), complejación de átomos metálicos (concentración de iones metálicos), fuerza iónica e hidrofobicidad.
Por ende, la expresión "agente de ajuste de propiedades", como se usa en el presente documento, se refiere a un componente en la composición inmovilizadora que puede afectar la inmovilización de una composición de tinta que comprende un agente sensible a las propiedades, de modo que, cuando la composición inmovilizadora y la composición de tinta entren en contacto y se combinen, la composición de tinta se coagula/congela. Por ejemplo, un ácido, que actúa como un agente de ajuste de propiedades en la composición inmovilizadora, cambiará el nivel de pH de la composición de tinta, haciendo que un agente sensible al pH en el mismo precipite, provocando así que la composición de tinta se coagule/congele. Efectuando un cambio en una o más de dichas propiedades, el agente de ajuste de propiedades está provocando que el agente sensible a propiedades sufra un cambio químico y/o físico (tal como coagulación/congelación), como se explica en el presente documento. Por ende, en algunas realizaciones, una complejación metal-ion-ligando, un cambio brusco en la fuerza iónica, un cambio brusco en la hidrofobicidad o un cambio brusco en la carga eléctrica/valencia de la composición de tinta, hará que se coagule/congele. Los agentes de ajuste de propiedades ilustrativos incluyen ácidos, óxidos metálicos y cationes metálicos divalentes.
De acuerdo con algunas realizaciones, el óxido metálico está presente en la composición como soluto, un coloide o suspensión. Los óxidos metálicos ilustrativos que se pueden usar como agentes de ajuste de propiedades incluyen alúmina y titania.
De acuerdo con algunas realizaciones, el catión de metal divalente está presente en la composición como un soluto, en concreto, un catión de una sal disuelta. Los cationes metálicos divalentes ilustrativos que se pueden usar como agentes de ajuste de propiedades incluyen Ca2+, Cu2+, Cd2+, Pb2+, Fe2+ y Mn2+, derivados de sales tales como, por ejemplo, CaCh, CdCh, Pb(NO3)2, FeCh, MnCl<2>y CuCl<2>.
Una propiedad ilustrativa es una dispensabilidad dependiente del pH y una dispensabilidad dependiente de la fuerza iónica, también denominada en el presente documento "dispensabilidad alcalina", en donde el cambio en el pH (la propiedad de acidez o alcalinidad mencionada anteriormente) o la fuerza iónica de una solución cambia la dispensabilidad de una o más de sus especies dispersas. De la misma manera, existe una interdependencia entre la complejación de iones metálicos combinada con el pH y la capacidad de permanecer dispersa/emulsionada, y dicha interdependencia se analiza en detalle a continuación. Un agente de ajuste de propiedades que actúa ajustando el pH del entorno de un agente sensible al pH, es, por lo tanto, un agente de ajuste de pH.
De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, el pH de la composición inmovilizadora es ácido debido a la naturaleza del agente de ajuste de propiedades, siendo un ácido. En dichas realizaciones, el pH de la composición inmovilizadora es inferior a 6,5, o varía aproximadamente 2-6, o aproximadamente 2-5, o aproximadamente 2-4. Opcionalmente, el pH de la composición inmovilizadora varía aproximadamente 3-6, 4-6 o 5-6. La composición inmovilizadora puede contener o no un agente tamponador. De acuerdo con algunas realizaciones, una composición inmovilizadora puede tamponarse con una sal adecuada o una base débil, tal como amoníaco/base de amonio u otra amina volátil, para garantizar el intervalo de pH deseado sin dejar rastros no deseados en el sustrato. El tamponamiento puede lograrse mediante un agente tamponador, tal como, pero sin limitación, una amina débil tal como tris(hidroximetilaminometano), también denominada Tris o THAM.
Casi cualquier ácido de molécula pequeña, ácido orgánico o ácido polimérico hará que una composición de tinta que contiene un agente sensible al pH se coagule/congele, y algunos ácidos podrían ser más preferibles para su uso en algunas realizaciones y condiciones y tareas de impresión. Los ácidos menos favorables incluyen ácidos que imparten un olor perceptible, o pueden quemar el sustrato, o dejar una mancha en el sustrato, o hacer que un tinte en la composición de tinta o el sustrato migre o disminuya de otra manera. De acuerdo con las realizaciones de la presente invención, los agentes de ajuste de pH incluyen ácido glicólico (volátil), ácido acético (volátil con algo de olor a vinagre), ácido láctico (dimerizado a temperaturas elevadas), ácido málico, ácido ascórbico, ácido maleico, ácido benzoico y varios ácidos poliméricos (polímeros ácidos).
Los polímeros ácidos ilustrativos, que pueden usarse beneficiosamente como agente de ajuste de propiedades polimérico en el contexto de las realizaciones de la presente invención, incluyen, sin limitación, ácido poliacrílico, polímero alcoxilado ácido, ácido poli(2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico), poli(ácido acrílico-co-ácido maleico), poli(butadieno-co-ácido maleico), poli(ácido etileno-co-acrílico), ácido polimaleico, poli(ácido metacrílico), poli(ácido 4-estirenosulfónico-ácido co-maleico) y cualquier mezcla de los mismos.
En algunas realizaciones de la presente invención, la composición inmovilizadora puede incluir uno o más agentes de ajuste de propiedades en una cantidad total que oscila entre aproximadamente el 0,1 % y aproximadamente el 30 % del peso total de la composición, o entre el 0,5 y el 15 %, 0,5-10 %, 0,1-5 %, o 0,5-4 %, o 0,5-3 %, 1-6 %, o 1-4 %, o 1-3 %, o 1-2 % de agente de ajuste de propiedades del peso total de la composición inmovilizadora. Si se utilizan uno o más agentes de ajuste de propiedades, cada agente de ajuste de propiedades puede estar presente en cualquier proporción entre 0 y 100 % que comprende la mezcla siempre que la cantidad total del agente de ajuste de propiedades en la composición de inmovilización esté dentro del intervalo deseado.
En algunas realizaciones de la presente invención, la composición inmovilizadora está esencialmente desprovista de un agente formador de película.
Un proceso de impresión directa de imágenes por chorro de tinta por sublimación de colorante:
De acuerdo con un aspecto de las realizaciones de la presente invención, se proporciona un proceso de impresión por chorro de tinta directa de una imagen sobre un sustrato absorbente usando la composición de tinta de sublimación de colorante presentada anteriormente en el presente documento, y una composición inmovilizadora como se describe a continuación en el presente documento.
El proceso presentado en el presente documento se basa en técnicas por chorro de tinta, que se realizan usando cabezales de impresión estándar o patentados y otros elementos de maquinaria de impresión por chorro de tinta estándar o patentados. De acuerdo con las realizaciones de la presente invención, el proceso está diseñado para implementarse en una máquina de impresión por chorro de tinta, descrito a continuación, que está diseñado específicamente para un rendimiento óptimo usando la composición de tinta descrita en el presente documento.
El proceso, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, se basa en el uso de composiciones de tinta de múltiples componentes, en donde todos los componentes (partes; composiciones) se formulan y seleccionan para que ser adecuados también para las principales técnicas de impresión por chorro de tinta, tal como la técnica "goteo bajo demanda" y similares, ya que estas técnicas son familiares para cualquier experto en la materia. Por lo tanto, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, cada una de las composiciones inmovilizadoras y/o de tinta usadas en los procesos presentados en el presente documento es para su uso en una máquina de impresión por chorro de tinta, en donde cada composición se aplica (se inyecta, se imprime) desde al menos un cabezal de impresión y/o boquilla designado diferente.
Por "impresión directa por chorro de tinta" se entiende que la imagen se imprime directamente sobre la superficie del sustrato, como opuesto, por ejemplo, a imprimir la imagen en un medio de transferencia que se usa posteriormente para transferir la imagen al sustrato final designado. El proceso proporcionado en el presente documento no se divide en dos o más etapas distintas, en donde un medio de transferencia sirve como sustrato intermedio, antes de que la imagen se transfiera por sublimación desde el medio de transferencia al sustrato final, sino más bien diseñar para cortar esa etapa intermedia y transferir el medio fuera del proceso, permitiendo que un colorante sublimable esté en una composición de tinta que se formule de tal manera que la imagen se proyecte directamente sobre el sustrato final.
De acuerdo con algunas realizaciones, el proceso presentado en el presente documento, así como la composición de tinta utilizada en el proceso, son particularmente útiles para la impresión directa por chorro de tinta de una composición de tinta de sublimación de colorante sobre sustratos absorbentes mientras se superan las deficiencias y problemas analizados anteriormente en el presente documento, y mientras se vuelve redundante el uso de un medio de transferencia intermedio y/o pretratamiento de sustrato.
En algunas realizaciones, el sustrato es un sustrato textil adecuado para tintas de sublimación de colorante, como poliéster y otros tejidos sintéticos. El poliéster y otras fibras sintéticas y naturales y mezclas de fibras exhiben la capacidad de absorber líquidos, incluyendo composiciones de tinta de base acuosa. El proceso y la composición de tinta proporcionados en el presente documento son particularmente útiles para sustratos absorbentes que no se han tratado previamente antes de aplicar la tinta y efectuar el proceso sobre los mismos. En el contexto de la presente invención, el término "pretratado" se refiere a un sustrato, tal como un tejido, que se ha tratado antes del proceso de impresión para reducir su capacidad de absorber líquidos. Un sustrato tratado, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, es un sustrato que se trata fuera de línea del proceso de impresión y se seca en el proceso de impresión para añadir una imagen sobre el mismo. Un sustrato tratado se trata en todas las partes y áreas del mismo independientemente del área de impresión, o al menos se trata en un área que es sustancialmente más grande que el área impresa (área tratada más del 10 %, 20 % o 30 % más grande que el área impresa). De acuerdo con las realizaciones de la presente invención, un "sustrato no tratado" o "sustrato no pretratado" se refiere a un sustrato, tal como un tejido o una prenda, que no se ha tratado fuera de línea del proceso de impresión para reducir su capacidad de absorber líquidos. También están abarcados por los términos "sustrato no tratado" o "sustrato no pretratado" los sustratos que están esencialmente desprovistos de un agente de ajuste de propiedades en el mismo o sobre el mismo, que se ha introducido en el sustrato antes y fuera de línea del proceso de impresión. Además, los términos "sustrato no tratado" o "sustrato no pretratado" abarcan sustratos que están esencialmente desprovistos de una sustancia que limite, sustancialmente o al menos en cierta medida, la penetración y remojo de líquidos en el sustrato, que se ha añadido o aplicado sobre el sustrato antes del proceso de impresión, o fuera de línea del proceso de impresión. Las sustancias ilustrativas que se aplican típicamente sobre tejidos para limitar su capacidad de remojo de líquido incluyen, sin limitación, resinas hidrófobas, agentes formadores de película, polímeros a base de silicona y polisiloxanos, copolímeros de etileno/propileno fluorados y otros productos químicos fluorados, politetrafluoroetileno y politrifluorocloroetileno. Las sustancias, métodos y herramientas para el pretratamiento de fibras y tejidos para reducir la absorción de líquido se presentan, por ejemplo, en las patentes de Estados Unidos N.° 5.792.711, 6.225.403 y 8.524.041.
De acuerdo con las realizaciones de la presente invención, el proceso incluye poner en contacto al menos una porción del sustrato con una composición inmovilizadora, imprimiendo concomitantemente la composición de tinta de sublimación de colorante directamente sobre dicha porción del sustrato, y calentando el sustrato para efectuar la sublimación de colorante, forman así la imagen en la superficie del sustrato. De acuerdo con algunas realizaciones, el sustrato se calienta a aproximadamente 200 °C, o a una temperatura que oscila entre 140 °C y 220 °C.
De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, el calentamiento del sustrato se efectúa mientras se presiona el sustrato (calentamiento efectuado bajo prensado). La prensa de calor se aplica al menos en el área impresa. El prensado se efectúa principalmente para mejorar la transferencia del tinte sublimado al sustrato al confinar el espacio o la distancia creada por las moléculas de tinte sublimadas. Presionar el área impresa del sustrato mientras aún está húmeda por la tinta y las composiciones inmovilizadoras es ventajoso y posible ya que esencialmente no hay agentes formadores de película sobre el sustrato, y no se forma película sobre el sustrato, por lo tanto, no puede producirse ningún daño en la imagen impresa o el sustrato como resultado de presionar la imagen húmeda (o seca); de hecho, presionar la tinta húmeda sobre el sustrato ayuda a evaporar el soporte además de confinar el espacio dentro del cual se produce la sublimación. De acuerdo con algunas realizaciones, el sustrato se presiona con una presión/fuerza de aproximadamente 2,5 kg por cm2, o por una presión que oscila entre aproximadamente 0,5 y 5 aproximadamente kg por cm2.
De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, la prensa de calor ejerce calor y presión durante un periodo de tiempo que oscila entre 10 y 90 segundos.
La composición inmovilizadora se usa para efectuar una coagulación rápida de la composición de tinta en virtud de un agente de ajuste de propiedades presente en la misma, que interactúa o afecta al agente sensible a propiedades en la tinta. Esta rápida inmovilización de las gotas inyectadas de la composición de tinta promueve posteriormente una intensidad de color mejorada y una resolución de detalle de la imagen, reduciendo o deteniendo sustancialmente el difuminado y el remojo del tinte mediante la absorción.
De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, el proceso se lleva a cabo aplicando digitalmente, por medio de uno o más cabezales de impresión por chorro de tinta y/o boquillas, sobre al menos una porción de una superficie del sustrato, las composiciones de tinta presentadas en el presente documento y la composición inmovilizadora, denominada conjuntamente en el presente documento composición de tinta de múltiples partes, que están formulada para ser adecuada para su uso en cabezales de impresión y/o boquillas de chorro de tinta.
Dado que cada una de las composiciones inmovilizadoras y/o de tinta utilizadas en el proceso presentado en el presente documento se inyecta mediante un aplicador de líquido o cabezal de impresión de control digital, las áreas sobre las que se aplica cada composición pueden superponerse esencialmente, cubriendo sustancialmente la misma área de la imagen (áreas coextensivas). En particular, la composición inmovilizadora, que es esencialmente incolora y transparente, se aplica sobre la superficie como una silueta de la imagen, es decir, como un contorno sólido y un interior sin rasgos distintivos de la imagen. La silueta puede ser algo más grande que la imagen que se imprimirá en la misma en un 1-30 %, 1-10 % o aproximadamente un 1 %, 5 %, 8 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % o 100 %. Este control digital de la aplicación de la composición inmovilizadora contribuye además a la reducción de la cantidad necesaria para efectuar la inmovilización de la composición de tinta, ya que la composición inmovilizadora no forma márgenes de extensión periféricos a la imagen, ni forma márgenes de extensión controlables. Este efecto también amplía el alcance de las sustancias adecuadas que pueden usarse para formular la composición inmovilizadora, como tinción de áreas no impresas del sustrato, que no están cubiertas por la imagen, ya no es un problema.
Como se ha presentado anteriormente en el presente documento, la composición inmovilizadora y la composición de tinta, se aplica/imprime cada una individualmente sobre el sustrato mediante un elemento de impresora separado (boquilla y/o cabezal de impresión) para mantener el agente de ajuste de propiedades y el agente sensible a propiedades separados en todo momento antes de que entren en contacto con ellos sobre el sustrato.
De acuerdo con algunas realizaciones, la composición inmovilizadora se aplica mediante una boquilla y la composición de tinta se aplica mediante un cabezal de impresión por chorro de tinta. De acuerdo con algunas realizaciones, tanto la composición inmovilizadora como la composición de tinta se aplican mediante cabezales de impresión por chorro de tinta separados, denominados en el presente documento como el primer cabezal de impresión y el segundo cabezal de impresión, respectivamente.
El proceso de impresión está diseñado y programado de tal manera que las diversas composiciones se aplican de manera concomitante (o esencialmente simultánea) sobre la superficie del sustrato mediante un mecanismo preciso controlado digitalmente de sincronización y ubicación, y que cada gota en las composiciones de tinta de todos los colores vendrá en contacto con la composición inmovilizadora. El orden secuencial en el que se aplican la composición inmovilizadora y la composición de tinta sobre el sustrato puede ser cualquier orden, siempre que los dos tipos de composiciones líquidas entren en contacto entre ellas antes de que una de las composiciones se seque. Por ende, de acuerdo con algunas realizaciones, la composición inmovilizadora y la composición de tinta se aplican de manera concertada, concomitante o secuencialmente dentro de un periodo de tiempo de menos de 30 minutos, o dentro de 0,01 segundos y 15 minutos. En algunas realizaciones, la composición de tinta se aplica sobre el sustrato mientras el sustrato aún está húmedo con la composición inmovilizadora, o viceversa (en el orden inverso).
El proceso presentado en el presente documento, de acuerdo con algunas realizaciones del mismo, se efectúa aplicando todas las diversas composiciones, o partes de la composición de tinta de múltiples partes, por medio de cabezales de impresión/boquillas de chorro de tinta separados simultáneamente, sustancialmente de manera concomitante, o muy cerca de la aplicación concomitante de los mismos. El término "concomitantemente", como se usa en el presente documento, se refiere al momento de una o más ocurrencias que tienen lugar al mismo tiempo, o casi al mismo tiempo, es decir, dentro de un intervalo de tiempo corto. De acuerdo con las realizaciones de la presente invención, este breve intervalo de tiempo es inferior a un segundo, menos de 3 segundos, menos de 5 segundos, menos de 10 segundos, menos de 20 segundos, menos de 30 segundos, menos de 40 segundos, menos de 50 segundos o menos de 60 segundos entre el contacto de la superficie del sustrato con la composición inmovilizadora y el contacto de la superficie del sustrato con la composición de tinta, o viceversa (en el orden inverso). De acuerdo con algunas realizaciones, el intervalo de tiempo o intervalo entre la aplicación de la composición inmovilizadora y la composición de tinta es más corto que aproximadamente 1-10 segundos. El intervalo de tiempo se considera como el tiempo que transcurre entre el instante en que una gota de una composición que contiene un agente de ajuste de propiedades o un agente sensible a propiedades entra en contacto con el sustrato y el tiempo en que una gota del componente homólogo entra en contacto con la misma región del sustrato. De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, este intervalo de tiempo puede ser más corto que 0,75 segundos, menos de 0,50 segundos e incluso menos de 0,25 segundos.
Dado que tanto la composición de tinta como la composición inmovilizadora pueden aplicarse sobre el sustrato por medio de cabezales de impresión/boquillas que inyectan gotas muy pequeñas de líquidos a una velocidad controlable, una de las ventajas del proceso presentado en el presente documento, es una reducción considerable en la cantidad total de líquidos aplicados que se requieren para formar una imagen vívida y duradera del sustrato, un factor que se traduce directamente en tiempos de impresión reducidos, lo que conduce a una gran reducción en los costes de energía. Si bien la composición de tinta se inyecta típicamente desde un cabezal de impresión, la composición de inmovilización se puede aplicar sobre el sustrato desde una boquilla o un cabezal de impresión, en donde la principal diferencia entre los dos, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, es la precisión del tamaño de gota, la ubicación de la gota y la resolución general proporcionada por un cabezal de impresión, que son típicamente inferiores en una boquilla.
Kits para imprimir una imagen:#
Cualquiera de las composiciones, presentadas en el presente documento, se puede proporcionar a un usuario en forma de un kit de impresión por chorro de tinta. El término "kit", como se usa en el presente documento, se refiere a un solo paquete que contiene cualquier colección de artículos o componentes necesarios para un propósito específico, especialmente para su uso por un usuario o un operador.
Según un aspecto de algunas realizaciones de la presente invención, se proporciona un kit de impresión por chorro de tinta que incluye un material de envasado, al menos una composición de tinta de sublimación de colorante (que representa al menos un color), de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, y una composición inmovilizadora.
De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, el kit está en una forma en la que algunos de los ingredientes, de una cualquiera de las composiciones presentadas en el presente documento, se envasan individualmente (por separado) dentro del kit. De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, el kit puede incluir una o más de las composiciones en una forma lista para su uso, envasadas conjuntamente dentro del kit.
De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, el kit contiene al menos dos recipientes separados para cada uno de la composición inmovilizadora y la composición de tinta, y puede usarse para cargar dos cabezales de impresión o boquillas de chorro de tinta separados con su contenido en preparación para un proceso de impresión por chorro de tinta, como se ha descrito en el presente documento anteriormente.
En algunas realizaciones, el material de envasado se identifica en la impresión para su uso en la impresión de una imagen inodora sobre un sustrato que se efectúa coagulando la composición de tinta al entrar en contacto con la composición inmovilizadora.
El kit puede incluir, además, instrucciones para el usuario que incluyen las siguientes directivas:
Cargar la composición inmovilizadora en un primer cabezal de impresión o boquilla;
Cargar la composición de tinta de sublimación de colorante en un segundo cabezal de impresión; y
Poner en contacto la composición inmovilizadora con la composición de tinta de sublimación de colorante imprimiendo por chorro de tinta las composiciones sobre un sustrato.
Una máquina de impresión digital:
A continuación, se describe con más detalle una máquina de impresión digital para formar imágenes sobre sustratos absorbentes mediante la impresión directa por chorro de tinta de composiciones de tinta de sublimación de colorante sobre el sustrato. La máquina de impresión está caracterizada, entre otras cosas, por una dirección de impresión, que se basa en el flujo por etapas/secuencial del proceso de impresión. En concreto, los elementos de la máquina de impresión que llevan a cabo o están involucrados en etapas de proceso que tienen lugar antes de otras etapas, se dice que están ubicados aguas abajo o después de los elementos que llevan a cabo o están involucrados con las etapas del proceso que tienen lugar posteriormente. La disposición espacial física de los elementos de la máquina de impresión puede seguir dicha ubicación, o puede no reflejar el flujo secuencial de las etapas del proceso, en concreto, los elementos pueden disponerse físicamente en cualquier orden o disposición independientemente de su ubicación aguas arriba o aguas abajo. La máquina de impresión presentada en el presente documento puede tener la forma de una máquina lineal, un carrusel, una matriz o cualquier otra máquina de impresión.
Los sustratos pueden comprender prendas u otros artículos textiles y tejidos que pueden basarse en cualquier material de fibra convencional o no convencional. Los sustratos pueden comprender fieltro, cuero, materiales fibrosos, materiales porosos, materiales que tienen alta tensión superficial con la composición de tinta, tejidos de fibras naturales y sintéticas, tejidos de mezclas de fibras naturales y sintéticas, fibras naturales, incluida la lana, algodón, lino y fibras sintéticas que incluyen nailon o gamuza.
Por ende, la máquina de impresión comprende al menos un aplicador controlado digitalmente en forma de boquilla de pulverización, un cabezal de impresión, un aspersor o cualquier otro medio para aplicar un líquido a una superficie, configurado para aplicar una composición inmovilizadora, como se ha descrito anteriormente en el presente documento, en al menos una porción de la superficie del sustrato. La aplicación de la composición inmovilizadora se realiza para la inmovilización de gotas de tinta, limitando así la penetración de la tinta en la profundidad del sustrato, lo que puede provocar una coloración opaca de la prenda (baja intensidad de color), mezcla de colores y desenfoque (desvanecimiento).
La máquina comprende, además, al menos un cabezal de impresión para imprimir la composición de tinta de sublimación de colorante, como se ha descrito anteriormente en el presente documento, sobre la superficie del sustrato.
La máquina comprende, además, una unidad de prensado en caliente para ejercer calor y presión sobre la superficie después de aplicar la composición inmovilizadora e imprimir la composición de tinta. El calor y la presión se aplican al menos al área del sustrato que lleva la imagen para efectuar la sublimación del colorante sublimable en la composición de tinta de sublimación de colorante, formando así la imagen en el sustrato.
Cuando se usa una máquina de impresión por chorro de tinta convencional para imprimir composiciones de tinta de sublimación de colorante en sustratos absorbentes, sin el uso de las presentes realizaciones, la composición de tinta se absorbe en el sustrato mediante absorción. Asimismo, cuando se usa una máquina de impresión por chorro de tinta convencional, el calentamiento no puede efectuarse bajo una prensa de calor ya que la imagen comprende un agente formador de película que se adherirá a la prensa, como se ha explicado anteriormente.
La máquina puede comprender, además, un conjunto de mesa de impresión para sujetar el sustrato y mover diversos elementos de la máquina a diversas ubicaciones en la misma en relación entre sí y en relación con el sustrato. Por ejemplo, el conjunto de mesa de impresión se puede usar para mover el aplicador y el cabezal de impresión sobre el sustrato, y llevar además el sustrato a la prensa térmica después de que la composición de inmovilización y la composición de tinta de sublimación de colorante se hayan aplicado y contactado sobre el mismo. Como alternativa, el conjunto de mesa de impresión puede usarse para mover el sustrato desde el aplicador o aplicadores de composición de inmovilización hasta el cabezal o cabezales de impresión de composición de sublimación de colorante, y además para usarse para colocar el sustrato en o debajo de la prensa térmica.
Un cabezal de impresión es el elemento de la máquina que imprime la composición de tinta de sublimación de colorante sobre el sustrato que se va a imprimir. Un cabezal de impresión comprende al menos un orificio por chorro de tinta. El cabezal de impresión puede ser cualquier cabezal de impresión convencional, como los comercializados por Spectra, Inc., Nuevo Hampshire, EE. UU. y otros conocidos en la industria. Un cabezal de impresión típico, adecuado para su uso en el contexto de la presente invención, comprende una matriz de orificios por chorro de tinta para realizar impresión digital. El cabezal de impresión por chorro de tinta puede comprender orificios por chorro de tinta piezoeléctricos de gota bajo demanda u orificios por chorro de tinta piezoeléctricos continuos. Se pueden usar múltiples cabezales de impresión para imprimir por chorro de tinta varios tintes sublimables diferentes o varios colores en el sustrato.
El aplicador para aplicar la composición inmovilizadora puede ser una boquilla de pulverización, un cabezal de impresión, un aspersor o un conjunto de boquillas de pulverización o cabezales de impresión o aspersores. El aplicador puede incluir, además, un tanque que sirve como depósito para la composición de inmovilización.
De acuerdo con algunas realizaciones, el aplicador tiene la forma de una boquilla de pulverización, que está configurado para aplicar la composición inmovilizadora a un ritmo de 1-40 mg/cm2.
En general, cuando se usa un cabezal de impresión para aplicar la composición inmovilizadora, se puede usar un cabezal de impresión adecuado para imprimir cualquier composición de tinta de chorro de tinta, incluyendo la composición de tinta de sublimación de colorante presentada en el presente documento. De acuerdo con algunas realizaciones, el aplicador tiene la forma de un cabezal de impresión, que está configurado para aplicar la composición inmovilizadora a una velocidad de 4000-50000 gotas por segundo, un tamaño de gota que oscila entre 1,5 y 80 picolitros y/o una resolución de 12-113 puntos/mm (300 a 2880 ppp).
El cabezal o cabezales de impresión para imprimir la composición de tinta pueden ubicarse en línea (sustancialmente en la misma ubicación) o aguas abajo (después) del aplicador o aplicadores para aplicar la composición inmovilizadora. La prensa de calor puede ubicarse después del cabezal o cabezales de impresión y el aplicador o aplicadores. La prensa térmica ejerce calor y presión mecánica sobre al menos el área del sustrato que lleva la imagen recién impresa. En algunas realizaciones, el calor y la presión se aplican a la imagen mientras la tinta aún está húmeda.
La prensa de calor puede emplear presión estática o presión de movimiento, y tomar la forma seleccionada del grupo que consiste en una prensa de calor plana estacionaria, una prensa de calor plana móvil, una prensa térmica de rodillo estacionario (calandra), una prensa térmica de rodillos móviles y una prensa térmica de vacío.
La figura 1 presenta una ilustración esquemática de una máquina de impresión por chorro de tinta de sustrato de sublimación de colorante de rollo a rollo de ejemplo, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, en donde la máquina de impresión 30 ilustrativa comprende un aplicador 31 para aplicar una composición inmovilizadora sobre la superficie del sustrato 32, un cabezal de impresión 33 para imprimir la composición de tinta de sublimación de colorante en la superficie del sustrato 32, una prensa térmica 34a-d en la forma ilustrativa de una prensa térmica de sistema de rodillos (calandria) para ejercer calor y presión sobre el sustrato 32 después de aplicar la composición inmovilizadora e imprimir la composición de tinta sobre el mismo, y el conjunto de mesa de impresión 35b para mover y sujetar sustrato 32 desde el rodillo aguas arriba 35a hasta el rodillo aguas abajo 35c con respecto al aplicador 31, el cabezal de impresión 33 y la prensa de calor 34 y comprende, además, el controlador 36 para colocar y sincronizar el aplicador 31 y el cabezal de impresión 33, un controlador 37 para la regulación de la temperatura, una prensa térmica de presión y temporización 34, y un controlador 38 para coordinar el movimiento relativo entre el aplicador 31, un cabezal de impresión 33, una prensa de calor 34 y conjunto de mesa de impresión 35.
La figura 2 presenta una ilustración esquemática de una máquina de impresión de carrusel de ejemplo, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, en donde la máquina de impresión 40 ilustrativa comprende un aplicador 41 para aplicar una composición inmovilizadora sobre la superficie del sustrato (no mostrado), un cabezal de impresión 43 para imprimir la composición de tinta de sublimación de colorante en la superficie del sustrato, una prensa térmica 44 en la forma ilustrativa de una prensa térmica plana estacionaria para ejercer calor y presión sobre el sustrato después de aplicar la composición inmovilizadora e imprimir la composición de tinta sobre el mismo, y el conjunto de mesa de impresión 45a para mover el sustrato con respecto al aplicador 41, un conjunto de mesa de impresión 45b para mover el sustrato con respecto al cabezal de impresión 43 y un conjunto de mesa de impresión 45c para mover el sustrato con respecto a una prensa de calor 44, en donde los conjuntos de mesa de impresión 45a-45c representan diferentes posiciones del conjunto de mesa de impresión y comprende, además, un controlador 46 para posicionar y sincronizar el aplicador 41, un controlador 47 para posicionar y sincronizar un cabezal de impresión 43, un controlador 48 para la regulación de la temperatura, una prensa térmica de presión y temporización 44 y un controlador 49 para coordinar el posicionamiento de los conjuntos de mesa de impresión 45a-45c.
Cuando la máquina de impresión 40 está en uso, se coloca un sustrato en uno de los conjuntos de mesa de impresión 45a-45c, que van alrededor del carrusel y se detienen en las estaciones según sea necesario. En cada estación, el conjunto de mesa de impresión pasa por el proceso que se ofrece en esa estación. Por ejemplo, en el caso de la estación del aplicador 41, el sustrato se humedece por la composición inmovilizadora y, a continuación, el conjunto de mesa de impresión se mueve hacia la estación del cabezal de impresión 43 para imprimir la composición de tinta de sublimación de colorante mientras aún está húmeda por la composición inmovilizadora, y así sucesivamente.
Se espera que, durante la vida de una patente que venza a partir de esta solicitud, se desarrollen muchos métodos, usos y composiciones relevantes y se pretende que el alcance de los términos métodos, usos, composiciones y polímeros incluya todas esas nuevas tecnologíasa priori.
Como se utiliza en el presente documento, el término "aproximadamente" se refiere a ± 10 %.
Las expresiones "comprende", "que comprende", "incluye", "que incluye", "que tiene" y sus conjugaciones significan "que incluye, aunque no se limita a".
La expresión "que consta de" significa "que incluye y se limita a".
La expresión "que consiste esencialmente en" significa que la composición, el método o estructura puede incluir ingredientes adicionales, etapas y/o partes, pero solo si los ingredientes adicionales, las etapas y/o las partes no alteran materialmente las características básicas y novedosas de la composición reivindicada, del método o de la estructura.
Como se usan en el presente documento, las expresiones "sustancialmente desprovisto de" y/o "esencialmente desprovisto de", en el contexto de una determinada sustancia, se refieren a una composición que está totalmente desprovista de esta sustancia o que incluye menos de aproximadamente el 5, 1, 0,5 o 0,1 por ciento de la sustancia por peso o volumen total de la composición. Como alternativa, las expresiones "sustancialmente desprovisto de" y/o "esencialmente desprovisto de", en el contexto de un proceso, un método, una propiedad o una característica, se refieren a un proceso, una composición, una estructura o un artículo que está totalmente desprovisto de una cierta etapa de proceso/método, o una cierta propiedad o una cierta característica, o un proceso/método en donde la cierta etapa de proceso/método se efectúa a menos de aproximadamente 5, 1, 0,5 o 0,1 por ciento en comparación con un proceso/método estándar dado, o propiedad o una característica caracterizada por menos de aproximadamente 5, 1, 0,5 o 0,1 por ciento de la propiedad o característica, en comparación con un estándar dado.
La palabra "ilustrativo" se usa en el presente documento para querer decir "que sirve a modo de ejemplo, una instancia o una ilustración". Cualquier realización descrita como "a modo de ejemplo" no tiene que interpretarse necesariamente como preferente o ventajosa frente a otras realizaciones y/o excluir la incorporación de características de otras realizaciones.
Las palabras "opcionalmente" o "como alternativa" se utilizan en el presente documento para decir "se proporciona en algunas realizaciones y no se proporciona en otras realizaciones". Cualquier realización particular de la invención puede incluir una pluralidad de características "opcionales" a menos que tales características sean opuestas.
Como se usan en el presente documento, la forma singular "un", "una" y "el/la" incluyen referencias plurales a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Por ejemplo, la expresión "un compuesto" o "al menos un compuesto" puede incluir una pluralidad de compuestos, incluyendo mezclas de estos.
A lo largo de esta solicitud, se pueden presentar diversas realizaciones de esta invención en un formato de intervalo. Se debería entender que la descripción en formato de intervalo es exclusivamente a fin de que sea cómoda y breve y no debe interpretarse como una limitación inflexible en cuanto al alcance de la invención. En consecuencia, debe considerarse que la descripción de un intervalo divulga específicamente todos los posibles intervalos secundarios, así como los valores numéricos individuales dentro de dicho intervalo. Por ejemplo, se debe considerar que la descripción de un intervalo, tal como del 1 al 6, presenta intervalos secundarios específicamente divulgados, tales como del 1 al 3, del 1 al 4, del 1 al 5, del 2 al 4, del 2 al 6, del 3 al 6, etc., así como los números individuales dentro de ese intervalo, por ejemplo, 1, 2, 3, 4, 5 y 6. Esto se aplica independientemente de la amplitud del intervalo.
Siempre que se indique en el presente documento un intervalo numérico, se pretende que incluya cualquier número citado (fraccionario o integral) dentro del intervalo indicado. Las locuciones "que oscila/que oscila entre" un primer número indicado y un segundo número indicado "que oscila/que oscila desde" un primer número indicado "hasta" un segundo número indicado se utilizan en el presente documento indistintamente y pretenden incluir el primer y el segundo números indicados y todos los números fraccionarios e integrales entre medias de estos.
Como se utiliza en el presente documento, la palabra "método" se refiere a las formas, medios, técnicas y procedimientos para lograr una tarea determinada que incluye, aunque no de forma limitativa, dichas formas, dichos medios, dichas técnicas y dichos procedimientos conocidos o desarrollados fácilmente a partir de dichas formas conocidas, dichos medios, dichas técnicas y dichos procedimientos por profesionales de la química, farmacología, biología, bioquímica y medicina.
Se aprecia que ciertas características de la invención, que están, para más claridad, descritas en el contexto de realizaciones separadas, también pueden proporcionarse combinadas en una única realización. Por el contrario, diversas características de la invención, que están, para más brevedad, descritas en el contexto de una única realización, también pueden proporcionarse por separado o en cualquier combinación secundaria adecuada o como es adecuado en cualquier otra realización descrita de la invención. Ciertas características descritas en el contexto de diversas realizaciones no deben considerarse características fundamentales de dichas realizaciones, a menos que la realización resulte inoperativa sin esos elementos.
Diversas realizaciones y aspectos de la presente invención, como se delineó anteriormente y como se reivindica en la sección de reivindicaciones a continuación, encuentran apoyo experimental en los siguientes ejemplos.
Ejemplos
Ahora, se hace referencia a los siguientes ejemplos, que, junto con las descripciones anteriores, ilustran algunas realizaciones de la invención de manera no limitante.
EJEMPLO 1
Composición de tinta de sublimación de colorante
A continuación, se presenta una composición de tinta de sublimación de colorante ilustrativa, adaptada para la impresión directa por chorro de tinta en cualquier sustrato adecuado para la sublimación de colorante, incluyendo tejidos de poliéster sin tratar y otros tejidos absorbentes, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención. Esta composición de tinta ilustrativa se formula para contener un colorante sublimable hidrófobo disperso, y se formula adicionalmente para que se congele al entrar en contacto con una composición inmovilizadora, que comprende un ácido, en la superficie de un tejido sin tratar.
La siguiente es una composición general de la composición de tinta de sublimación de colorante, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, enumerando los ingredientes con cantidades dadas en porcentaje en peso del peso total de la composición.
Colorante sublimable 1-40% Tensioactivo/dispersante* 0,05-10 %
Agente sensible a propiedades** 1-30 % Humectante/agente humectante 10-60 %
Agente espesante 0-10%
Agua desionizada QS hasta 100 %
(continuación)
pH ajustado/tamponado a_________________________________________________7-13_______________________ * en algunas realizaciones, al menos parte de la cantidad del ingrediente tensioactivo/dispersante puede incluirse en la cantidad del ingrediente colorante sublimable;
** en algunas realizaciones, el ingrediente de agente sensible a propiedades es un tensioactivo/dispersante, y al menos parte de la cantidad del cual puede incluirse en la cantidad del ingrediente tensioactivo/dispersante y/o la cantidad del ingrediente colorante sublimable.___________________________________________________________
La siguiente es una composición de tinta de sublimación de colorante ilustrativa, de acuerdo con algunas de las realizaciones de la presente invención, en donde el colorante sublimable se dispersa mediante un agente sensible a propiedades, que se preparó de la siguiente manera:
C.I. Disperse Red 60* (colorante sublimable disperso) 15 %
BYK 333 (tensioactivo) 0,5% Propilenglicol (humectante/agente humectante) 30 %
Glicerol (humectante/agente humectante) 10 %
PVP 40K (espesante) 3 %
Agua desionizada QS hasta 100 % pH (ajustado por el colorante sublimable)__________________________________________8,1________
* C.I. Disperse Red 60 es un producto comercial que comprende partículas de 1-amino-4-hidroxi-2-fenoxiantraquinona en polvo recubiertas por una resina soluble en álcali que es un agente sensible a propiedades. Comercial C.I. Disperse Red 60 incluye aproximadamente el 23 % del colorante sublimable disperso en el mismo
Una composición inmovilizadora ilustrativa que comprende un agente ácido, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, se presenta a continuación. Esta composición inmovilizadora está formulada para efectuar la inmovilización por congelación de un agente sensible a los ácidos que forma parte de la composición de tinta de sublimación de colorante tras el contacto entre los mismos.
La siguiente es una composición general de una composición inmovilizadora que contiene ácido, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, enumerando los ingredientes con cantidades dadas en porcentaje en peso del peso total de la composición.
Agente ácido 1-10%
Humectante 10-40%
Agente espesante 0-20 %
Agente humectante/tensioactivo 0-0,5 %
MBS Acticide® (agente antimicrobiano) 0-3 %
Agua desionizada QS hasta 100 %
pH ajustado/tamponado a 2-6
La siguiente es una composición inmovilizadora ácida ilustrativa, de acuerdo con algunas de las realizaciones de la presente invención, que se preparó de la siguiente manera:
Ácido láctico (ácido) 6 %
Lactato de amonio (agente tamponador) 2 %
Propilenglicol (humectante) 68 %
MBS Acticide® (agente antimicrobiano) 1,2 %
Agua desionizada QS hasta 100 %
pH 4
Estas composiciones se usaron en el siguiente ejemplo para formar imágenes en sustratos de tejido de poliéster sin tratar.
EJEMPLO 2
Prueba de impresión
Lo siguiente es un proceso ilustrativo que usa la composición de tinta de sublimación de colorante ilustrativa y la composición inmovilizadora ilustrativa anteriormente descritas, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención. Cabe señalar que este proceso ilustrativo es aplicable para su uso en combinación con otras composiciones de tinta y máquinas de impresión.
El proceso de impresión ilustrativo, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, se realizó de la siguiente manera:
Se colocó un sustrato de camiseta Promodoro Fashion GmbH Germany 3520 (100 % poliéster) en una máquina de impresión equipada con una pluralidad de cabezales de impresión, máquina de impresión por chorro de tinta Kornit™ Paradigm™.
Se imprimieron dos imágenes de 1 centímetro cuadrado en dos áreas del sustrato. En una imagen, la composición de tinta se inyectó directamente sobre el tejido de poliéster sin tratar, y se imprimió una segunda imagen después de una aplicación de la composición inmovilizadora en la misma área del sustrato, usando un cabezal de impresión dedicado. El sustrato de impresora se sometió a calor para sublimar el tinte en el tejido, y las imágenes se analizaron fotografiando digitalmente las imágenes y analizando la intensidad de color en la fotografía digital.
La figura 3 presenta una fotografía digital de un borde del sustrato que tiene imágenes impresas en el mismo, en donde la parte superior de la imagen que muestra la imagen impresa sin usar una composición inmovilizadora, es decir, sin coagulación de la composición de tinta antes de calentar el sustrato, y mostrando la parte inferior de la imagen la imagen impresa mientras se usa una composición inmovilizadora, es decir, con la coagulación de la composición de tinta antes de calentar el sustrato.
Como puede observarse en la figura 3, la intensidad de color de la parte superior de la figura es notablemente menor que la intensidad de color de la parte inferior de la imagen, lo que indica que al menos parte del colorante sublimable penetró profundamente en el tejido, mientras que la intensidad de color de la imagen impresa con coagulación de la composición de tinta es notablemente más fuerte, lo que indica que la mayor parte del tinte permaneció encima de la superficie del sustrato. Como se puede observar más en la figura 3, la intensidad del color cerca del borde de la imagen se desvanece gradualmente en la parte superior de la figura, mientras que, en la parte inferior de la imagen, el borde es más nítido y está bien definido, indicativo de una menor absorción del tinte en el tejido, lo que conduce a un menor grado de difuminado de la imagen en el fondo.
Las imágenes impresas, mostradas en la figura 3, donde se analizaron usando el software de análisis de imágenes Imaged [Schneider, CA. et al, Nature methods, 2012, 9(7), págs. 671-675]. El análisis se realizó en un escaneo de alta resolución de las imágenes, muestreando un área rectangular que abarca 1 cm sobre 2,7 cm de cada una de las imágenes, estando a 1,4 cm del borde de la imagen (área impresa) y continuando fuera de la imagen hacia el área no impresa (blanca); los resultados se muestran en la figura 4.
La figura 4 es un gráfico comparativo que muestra la intensidad de color de la imagen impresa con coagulación de la composición de tinta de sublimación de colorante (línea continua) y la intensidad de color de la imagen impresa sin coagulación de la composición de tinta (línea discontinua), en donde la intensidad de color se mide como una función de la distancia desde un punto arbitrario cerca del centro de la imagen y continúa en el área no impresa del sustrato.
Como puede observarse en la figura 4, la intensidad de color de la imagen impresa con coagulación de la tinta es mayor en el área impresa y cae bruscamente a la intensidad mínima, mientras que la intensidad de color de la imagen impresa sin coagulación de la composición de tinta es menor en el área impresa y se desvanece gradualmente en el fondo, indicando el difuminado causado por la absorción de la tinta en el tejido. La diferencia en la intensidad de color entre la imagen impresa con coagulación de tinta y la imagen impresa sin coagulación de tinta fue un 27 % menor para esta última, lo que indica que parte del colorante sublimable ha migrado por remojo en el estado líquido antes de aplicar calor, por lo tanto, parte del mismo se transfirió a profundidades interiores no visibles del sustrato.
Se llevó a cabo un análisis de intensidad de color basado en el lado frontal (impreso) y el lado posterior del sustrato mediante una medición de color espectral usando ilBasic Pro 2 de X-Rite, EE. UU. El análisis ha determinado que la diferencia en la intensidad de color entre los lados trasero y delantero del tejido es del 76 % para la imagen impresa con coagulación de la composición de tinta, en comparación con una diferencia del 51 % para la imagen impresa sin coagulación de la tinta, lo que indica que la tinta coagulada ha permanecido esencialmente sobre la superficie del tejido hasta que se aplicó calor para efectuar la sublimación del tinte, que la tinta no coagulada empapó profundamente en el tejido antes de que tuviera lugar la etapa de sublimación, permitiendo que la tinta tiña el tejido también en el lado trasero del mismo.
EJEMPLO 3
Efecto de inmovilización de tinta
Sin desear quedar ligado a teoría particular alguna, se cree que la composición inmovilizadora forma una capa entre las fibras receptoras de tinte en el sustrato y el tinte en las gotitas de la composición o composiciones coloreadas. Esto más tarde hace que las gotas se "congelen" en el lugar de su aterrizaje sin empaparse o empaparse en la tela, que es un efecto deseado; sin embargo, la capa también puede interferir con el paso del tinte en las fibras, o hacer que las fibras en la parte superior de la superficie del sustrato reciban una cantidad de debido que no es estable y puede perderse durante el lavado.
El siguiente ejemplo se realizó para estudiar el efecto de la cantidad de composición inmovilizadora y la densidad de impresión de la composición o composiciones coloreadas en el resultado final en términos de gama de colores y estabilidad en la prueba de solidez al lavado.
El sustrato era una camiseta 100% poliéster de Promodoro Fashion GmbH Alemania 3250-06. La resolución de impresión fue de 24 puntos/mm (600 DPI), usando una máquina de impresión Storm Hexa de Kornit LTD, equipada con cabezales de impresión de 15 pl para las composiciones de tinta coloreada y cabezales de impresión de 35 pl para la composición inmovilizadora.
La composición inmovilizadora presentada en el ejemplo anterior se aplicó (imprimió) sobre la superficie del sustrato a cuatro densidades de cobertura diferentes, en concreto, cobertura de superficie del 25%, 50%, 75 y 100% de cobertura de la composición inmovilizadora como una capa continua y uniforme. La composición de tinta coloreada se imprimió a una densidad de cobertura del 0 % al 100 % en incrementos del 5 %. La densidad de color final se midió con el espectrofotómetro i1 Pro de X-Rite.
Los resultados de la respuesta de la densidad de color al porcentaje de cobertura de la composición inmovilizadora se presentan en la Tabla 1 a continuación.
Tabla 1
Como se puede observar en la Tabla 1, los mejores resultados se lograron con una cobertura del 50% sobre la composición inmovilizadora sobre el sustrato.
La prueba de solidez del color se realizó en impresiones de color 100 % sólido, impreso a 24 puntos/mm (600 ppp) cabezales de impresión de 15 pL sobre una cobertura del 25 % y del 75 % de la composición inmovilizadora, aplicada por un cabezal de impresión de 35 pL en una camiseta 100 % poliéster (Promodoro Fashion GmbH Alemania 3250 06). La solidez alcrockse realizó mediante la norma ISO 105X12 y se analizó mediante el espectrofotómetro i1 Pro (X-Rite).
Tabla 2
Como se puede observar en la Tabla 2, la solidez del color también depende de la cantidad o porcentaje de cobertura de la composición inmovilizadora, hasta una mejora de 1,125 unidades de la solidez, lo que lleva a la conclusión de que optimizar la cantidad de composición de inmovilización proporciona una solidez mejorada.
Estos experimentos establecieron que, en el caso de la impresión directa por chorro de tinta de composiciones de tinta colorante sublimable, la calidad y la solidez de la impresión dependen de la cantidad de composición inmovilizadora aplicada sobre el sustrato, a diferencia del caso de otros colorantes en las composiciones de tinta para chorro de tinta, como pigmentos dispersos, donde el efecto dominante es la inmovilización antes del curado.
Aquí se encontró que, en cualquier condición de impresión dada, la cantidad de composición inmovilizadora juega un papel adicional además de la inmovilización. En este ejemplo, se encontró que, para una calidad y solidez de impresión óptimas, la densidad de la composición inmovilizadora debe establecerse en una cobertura de superficie del 50 %.
Se descubrió, además, que, si no se usa ninguna composición inmovilizadora, hay un recorte de gama notable en la región de sombras.
A pesar de que la invención se ha descrito junto con realizaciones específicas de la misma, es evidente que muchas alternativas, modificaciones y variaciones resultarán evidentes para los expertos en la materia. En consecuencia, se pretende acoger todas esas alternativas, modificaciones y variaciones que se encuentran dentro del amplio alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Adicionalmente, la cita o identificación de cualquier referencia en esta solicitud no debe interpretarse como que se acepta que tal referencia está disponible como técnica anterior de la presente invención. En la medida en que se utilizan títulos de sección, estos no deberían interpretarse como necesariamente limitantes.
Claims (10)
1. Un proceso de impresión directa de tinta por chorro de tinta de una imagen sobre un sustrato textil absorbente usando una composición por chorro de tinta de sublimación de colorante, que comprende poner en contacto al menos una porción del sustrato con una composición inmovilizadora, imprimir la composición de tinta de sublimación de colorante directamente sobre dicha porción del sustrato y calentar el sustrato para formar de ese modo la imagen sobre la superficie del sustrato, el proceso está caracterizado por que:
dicho contacto y dicha impresión se efectúan en un lado frontal del sustrato;
dicha composición de tinta comprende un colorante sublimable de baja energía, un agente sensible a propiedades y un soporte, y dicha composición inmovilizadora comprende un agente de ajuste de propiedades y un soporte, dicha composición de tinta de sublimación de colorante está esencialmente desprovista de un agente formador de película,
dicho calentamiento se efectúa bajo presión,
dicha composición de tinta está formulada para coagularse en dicha porción del sustrato al entrar en contacto con dicha composición inmovilizadora, evitando así sustancialmente que dicha composición de tinta de sublimación de colorante penetre en el sustrato textil absorbente,
dicha composición inmovilizadora y dicha composición de tinta se aplican cada una individualmente de forma digital sobre dicha porción del sustrato mediante un aplicador separado seleccionado del grupo que consiste en una boquilla y un cabezal de impresión, y
dicha composición de tinta se aplica sobre dicho sustrato mientras dicho sustrato aún está húmedo con dicha composición inmovilizadora.
2. El proceso según la reivindicación 1, en donde dicho agente sensible a propiedades es un agente soluble en álcali.
3. El proceso según la reivindicación 2, en donde dicho agente de ajuste de propiedades se selecciona del grupo que consiste en un ácido, un óxido metálico y un catión metálico divalente.
4. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde dicha composición inmovilizadora y/o dicha composición de tinta están formuladas cada una para su aplicación desde un cabezal de impresión y están caracterizadas por al menos uno de:
un tamaño de partícula máximo de menos de 1 micrómetro;
una viscosidad dinámica a cizalla que oscila entre 2 y 25 centipoises;
una viscosidad de Brookfield inferior a 25 centipoises a la temperatura de impresión;
una tensión superficial que oscila entre 24 y 32 mN/m; y
una resistencia eléctrica de 50 a 2000 ohmios por centímetro.
5. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde dicha composición inmovilizadora está formulada para su aplicación desde una boquilla y está caracterizada por al menos uno de:
un tamaño de partícula máximo de menos de 100 micrómetros;
una viscosidad dinámica a cizalla que oscila entre 2 y 400 centipoises;
una viscosidad de Brookfield inferior a 400 centipoises a temperatura ambiente;
una tensión superficial que oscila entre 15 y 70 mN/m; y
una resistencia eléctrica de 50 a 2000 ohmios por centímetro.
6. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en donde dicha impresión se efectúa concomitantemente dentro de un periodo de tiempo que oscila entre 0,01 segundos y 15 minutos.
7. Una composición de tinta de chorro de tinta de sublimación de colorante, que comprende un colorante sublimable, un agente sensible a propiedades y un soporte acuoso, caracterizada por que:
dicho colorante sublimable es un colorante sublimable de baja energía,
dicho agente sensible a propiedades se vuelve insoluble en dicho soporte al entrar en contacto con un agente de ajuste de propiedades seleccionado del grupo que consiste en un ácido, un óxido metálico y un catión metálico divalente, dicho agente sensible a propiedades efectúa la coagulación de la composición de tinta al entrar en contacto con dicho agente de ajuste de propiedades,
dicho agente sensible a propiedades se selecciona del grupo que consiste en un agente soluble en álcali, un agente sensible a los ácidos, un agente sensible a óxidos metálicos, un agente sensible a cationes metálicos divalentes y una combinación de los mismos,
la composición tiene un pH superior a 7,5 y
la composición está esencialmente desprovista de un agente formador de película.
8. La composición según la reivindicación 7, adecuada para impresión directa por chorro de tinta desde un cabezal de impresión por chorro de tinta, y caracterizada por al menos uno de:
un tamaño de partícula máximo de menos de 1 micrómetro;
una viscosidad dinámica a cizalla que oscila entre 2 y 25 centipoises;
una viscosidad de Brookfield de temperatura de impresión inferior a 25 centipoises;
una tensión superficial que oscila entre 24 y 32 mN/m; y
una resistencia eléctrica de 50 a 2000 ohmios por centímetro.
9. Un kit de impresión por chorro de tinta que comprende la composición de tinta de sublimación de colorante según una cualquiera de las reivindicaciones 7-8 y una composición inmovilizadora que comprende un agente de ajuste de propiedades y un soporte, dicho agente de ajuste de propiedades se selecciona del grupo que consiste en un ácido, un óxido metálico y un catión metálico divalente.
10. El kit según la reivindicación 9, identificado por impresión, en o sobre dicho material de envasado, para su uso en la impresión de una imagen sobre un sustrato textil absorbente usando la composición de tinta de sublimación de colorante, mientras inmoviliza la composición de tinta al entrar en contacto con dicha composición inmovilizadora.
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