ES2991043T3 - Tintas de inyección curables por radiación UV y procedimientos de impresión por inyección de tinta - Google Patents
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Abstract
Tinta de inyección curable por UV para impresión por inyección de tinta de lonas que incluye un pigmento, un fotoiniciador de radicales libres y una composición polimerizable que contiene más del 90,0 % en peso de compuestos polimerizables monofuncionales en base al peso total de la composición polimerizable, en donde los compuestos polimerizables monofuncionales incluyen más del 5,0 % en peso de una N-vinil oxazolidinona (V); más del 12,0 % en peso de un acrilato heterocíclico (H) que es un acrilato cíclico no aromático con todos los heteroátomos siendo oxígeno; y más del 23,0 % en peso de una mezcla de un acrilato aromático (A) y un acrilato alicíclico (L); en donde el % en peso de los compuestos polimerizables monofuncionales se basa en el peso total de la tinta de inyección curable por UV; y en donde una relación de peso R = (H + A)/(V + L) no es más de 2,0. También se describe un método de impresión por inyección de tinta. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Tintas de inyección curables por radiación UV y procedimientos de impresión por inyección de tinta.
Campo de la invención
La presente invención hace referencia a tintas de inyección curables por radiación UV y a procedimientos de impresión por inyección de tinta con ellas y que permiten producir imágenes curadas que presenten buenas características de flexión y de adhesión, especialmente en lonas.
Antecedentes de la invención
Una lona es un trozo de gran tamaño de material fuerte, flexible, resistente al agua o impermeable. Las lonas se utilizan de distintas maneras para proteger las personas y las cosas del viento, de la lluvia y de la luz solar. Se utilizan para proteger las cargas de camiones abiertos y vagones, para mantener secas las pilas de madera y para refugios como tiendas u otras estructuras temporales.
Las tintas de inyección curables por radiación UV son muy adecuadas para imprimir imágenes de alta calidad en receptores de tinta no absorbentes. La reducción de la proporción entre los monómeros polifuncionales y los monómeros monofuncionales en tintas de inyección curables por radiación UV da lugar a la formación de menos polímeros reticulados, lo cual se sabe que es ventajoso a la hora de obtener una mayor flexibilidad.
Por ejemplo, en el documentoEP 1967556A (TOYO INK) se divulga una tinta de inyección curable por haces de energía activa que contiene de un 90 a un 99,99% en peso de un monómero monofuncional y de un 0,01 a un 10% en peso de un monómero polifuncional.
En el documentoUS 2007211111A (FUJIFILM) se divulga una composición de tinta que incluye una N-vinil lactama, un compuesto polimerizable por radicales y un iniciador de polimerización. En esta composición, el contenido de la N-vinil lactama es de al menos un 10% en peso con respecto al peso total de la tinta y la proporción en peso del contenido de la N-vinil lactama al compuesto polimerizable por radicales es de 1:8,5 a 1. La tinta permite producir imágenes curadas que presenten una excelente flexibilidad y adhesión a ciertos sustratos.
La flexión difiere de la flexibilidad en que el doblado de un sustrato al que se ha adherido la imagen de tinta ocurre con frecuencia. Por ejemplo, una imagen de tinta impresa en una cortina de camión (lona) se dobla frecuentemente al cargarse y descargarse el camión.
La flexión es especialmente crítica en el caso de una tinta de inyección de color blanco. Si se utiliza una lona de color, entonces se aplica una tinta blanca para que actúe como fondo para tintas de color a fin de obtenerse una imagen de colores vibrantes. Para enmascarar el color del fondo, normalmente se deposita mucha más tinta blanca que tinta de color, especialmente cuando el fondo es de un color oscuro, como el negro.
En el documentoEP 3608373A (AGFA) se divulga una tinta de inyección curable por radiación UV de color blanco que presenta una flexión y una calidad de imagen excelentes en cuero y lonas.
A pesar de contar con las composiciones de tinta propuestas, sigue siendo necesario contar con tintas de inyección curables por radiación UV que presenten buenas características de flexión y una adhesión mejorada en lonas.
Resumen de la invención
Con el fin de superar los problemas descritos anteriormente, realizaciones preferidas de la presente invención proporcionan tintas de invención inyección curables por radiación UV que contienen compuestos polimerizables específicos en cantidades específicas.
Se vio que podía obtenerse una tinta de inyección curable por radiación UV que presentaba una buena flexión y una buena adhesión en lonas utilizando una combinación específica de cuatro diferentes tipos de compuestos polimerizables: oxazolidinona de N-vinilo, un acrilato heterocíclico que es un acrilato cíclico no aromático en el que todos los heteroátomos son un átomo de oxígeno, un acrilato aromático y un acrilato alicíclico en cantidades específicas y según una proporción específica.
Otros ventajas y realizaciones preferidas de la presente invención se harán evidentes en la siguiente descripción.
Descripción de realizaciones
Definiciones
El término “monofuncional”, tal y como se utiliza en compuestos polimerizables monofuncionales, significa compuestos polimerizables que incluyen un único grupo polimerizable.
El término “polifuncional”, tal y como se utiliza en compuestos polimerizables polifuncionales, significa compuestos polimerizables que incluyen dos, tres o más grupos polimerizables.
El término “compuestos polimerizables” incluye monómeros y oligómeros.
El término “alquilo” hace referencia a todas las variantes posibles de cada número de átomos de carbono en el grupo alquilo, es decir, metilo y etilo, de tres átomos de carbono: n-propilo e isopropilo, de cuatro átomos de carbono: nbutilo, isobutilo y terc.-butilo, de cinco átomos de carbono: n-pentilo, 1, 1 -dimetilpropilo, 2,2-dimetilpropilo y 2-metilbutilo, etc.
El término “sustituido”, en por ejemplo un grupo alquilo sustituido, significa que el grupo alquilo puede ser sustituido por otros átomos que los que suelen estar presentes en tal grupo, es decir carbono y hidrógeno. Por ejemplo, un grupo alquilo sustituido puede incluir un átomo de halógeno o un grupo tiol. Un grupo alquilo no sustituido contiene sólo átomos de carbono y átomos de hidrógeno.
Salvo que se especifique lo contrario, un grupo alquilo sustituido o no sustituido es preferiblemente un grupo alquilo C<1>a C6.
Un grupo cíclico incluye al menos una estructura cíclica y puede ser un grupo monocíclico o un grupo policíclico, es decir con uno o más anillos unidos por condensación.
Un grupo alicíclico es un grupo homocíclico no aromático en el que los átomos de anillo constan de átomos de carbono. Salvo que se especifique lo contrario, un grupo arilo es preferiblemente un grupo fenilo o un grupo naftilo.
Salvo que se especifique lo contrario, un grupo acilo es preferiblemente un grupo -C(=O)-R en el que R se selecciona del grupo que consta de un grupo alquilo sustituido o no sustituido, un grupo arilo sustituido o no sustituido y un grupo heteroarilo sustituido o no sustituido.
Tintas de inyección curables por radiación UV
En una realización preferida de la presente invención, la tinta de inyección curable por radiación UV para la impresión por inyección de tinta en lonas incluye un pigmento, un fotoiniciador de radicales libres y una composición polimerizable que contiene más del 90,0% en peso de compuestos monofuncionales polimerizables con respecto al peso total de la composición polimerizable, en el que los compuestos monofuncionales polimerizables incluyen más del 5,0% en peso de oxazolidinona de vinilmetilo (V), más del 12,0% en peso de un acrilato heterocíclico (H) que es un acrilato cíclico no aromático en el que los uno o más heteroátomos son un átomo de oxígeno y más del 23,0% en peso de una mezcla de un acrilato aromático (A) y un acrilato alicíclico (L), en el que el % en peso de los compuestos polimerizables monofuncionales está basado en el peso total de la tinta de inyección curable por radiación UV y en el que una proporción en peso R = (H A) / (V+ L) no supera los 2,0.
En una realización particularmente preferida, la tinta de inyección curable por radiación UV contiene más del 7,0% en peso de oxazolidinona de vinilmetilo (V).
En una realización particularmente preferida, la tinta de inyección curable por radiación UV contiene más del 13,0% en peso de un acrilato heterocíclico (H) que es un acrilato cíclico no aromático en el que todos los heteroátomos son átomos de oxígeno.
En una realización particularmente preferida, la tinta de inyección curable por radiación UV contiene más del 28,0% en peso de una mezcla de un acrilato aromático (A) y un acrilato alicíclico (L).
En una realización particularmente preferida, la tinta de inyección curable por radiación UV contiene más del 50,0% en peso, preferiblemente más del 62,0% en peso de N-oxazolidinona de vinilmetilo (V), un acrilato heterocíclico (H) que es un acrilato cíclico no aromático en el que los unos o más heteroátomos son un átomo de oxígeno, un acrilato aromático (A) y un acrilato alicíclico (L) con respecto al peso total de la tinta de inyección. Al utilizar tal cantidad se maximiza la adhesión.
En una realización particularmente preferida de la tinta de inyección curable por radiación UV, la composición polimerizable contiene al menos el 92,0% en peso de compuestos monofuncionales polimerizables. Al utilizar tal cantidad se maximiza la flexión.
Cada una de las realizaciones preferidas anteriormente mencionadas se puede combinarse entre sí.
La tinta de inyección curable por radiación UV puede incluir otros ingredientes según sea necesario, tal como un compuesto que se selecciona del grupo que consta de dispersantes, sinergistas de dispersión, tensioactivos y inhibidores de polimerización.
Para obtener una buena capacidad de eyección, la viscosidad de la tinta de inyección curable por radiación UV a la temperatura de eyección es preferiblemente inferior a 30,0 mPa.s, más preferiblemente inferior a 20,0 mPa.s, lo más preferiblemente entre 3,0 y 15,0 mPa.s a una velocidad de cizallamiento de 1.000 s-1 y a una temperatura de eyección entre 30 y 70°C, preferiblemente a una temperatura de 45°C.
La tensión superficial de la tinta de inyección curable por radiación UV se encuentra preferiblemente en el rango de 20 mN/m a 35 mN/m a 25°C, más preferiblemente en el rango de alrededor de 22 mN/m a alrededor de 30 mN/m a 25°C. En estos rangos se obtiene una buena difusión de la tinta sobre la lona.
Se puede utilizar una única tinta de inyección curable por radiación UV, pero, preferiblemente, se utiliza un conjunto de tintas de inyección curables por radiación UV que contiene una pluralidad de tintas de inyección curables por radiación UV según la invención.
Para la impresión de imágenes multicolor, la tinta de inyección curable por radiación UV es parte de un conjunto de tintas de inyección curables por radiación UV. Un conjunto preferido de tintas de inyección curables por radiación UV para la impresión de colores distintos contiene al menos tres, pero lo más preferiblemente al menos cuatro tintas de inyección curables por radiación UV según la invención. El conjunto de tintas de inyección es preferiblemente un conjunto de tintas de inyección curables por radiación UV CMYK que, preferiblemente, contiene además una tinta de inyección curable por radiación UV blanca. Una tinta de inyección curable por radiación UV blanca mejora la viveza de los colores cuando la tinta se sitúa entre la lona y las tintas de color. Este conjunto de tintas de inyección puede también ampliarse con tintas adicionales como tinta violeta, verde, roja, azul y/o naranja para aumentar adicionalmente la gama de colores(gamut)de la imagen. Asimismo, el conjunto de tintas de inyección curables por radiación UV puede ampliarse mediante la combinación de tintas de inyección de densidad total y de baja densidad. La combinación de tintas oscuras y claras y/o tintas negras y grises permite mejorar la calidad de la imagen al reducir la granularidad. El conjunto de tintas de inyección curables por radiación UV puede también incluir una tinta de inyección curable por radiación UV incolora. Las tintas de inyección curables por radiación UV incoloras se pueden utilizar para mejorar el brillo de una imagen o para servir como capa protectora para la resistencia al rayado.
Oxazolidinona de N-vinilo (V),
La oxazolidinona de N-vinilo es preferiblemente un compuesto según la Fórmula V-1:
Fórmula V-1,
en la que R1 a R4 no están limitados por factores distintos de las restricciones impuestas por el uso en una tinta de inyección, como la viscosidad, la estabilidad, la toxicidad etc.
Entre los sustituyentes preferidos para R1 a R4 se incluyen el hidrógeno, el alquilo, el cicloalquilo el arilo y combinaciones de los mismos. Cualquiera de estos sustituyentes puede ser interrumpido por heteroátomos.
Lo más preferiblemente, R1 a R4 se seleccionan independientemente entre el hidrógeno o un grupo alquilo C<1>-C<10>. En los documentosWO 2015/022228(BASF) yUS 4831153(DOW CHEMICAL) se divulgan compuestos preferidos. En una realización particularmente preferida de la tinta de inyección curable por radiación UV, la oxazolidinona de N-vinilo es N-vinil-5-metil-2-oxazolidinona. Se comercializa por BASF y tiene una estructura según la Fórmula V-2:
Fórmula V-2.
Al incluir la N-vinil-5-metil-2-oxazolidinone se mejoran la curabilidad y la adhesión a la lona.
La cantidad de oxazolidinona de N-vinilo es superior al 5,0% en peso, preferiblemente se encuentra entre el 6,0% en peso y el 30,0% en peso, más preferiblemente entre el 7,0% en peso y el 20,0% en peso con respecto al peso total de la tinta de inyección.
Acrilato heterocíclico (H)
El acrilato heterocíclico (H) contiene una estructura cíclica no aromática en la que los uno o más heteroátomos son un átomo de oxígeno.
Entre los acrilatos heterocíclicos preferidos se incluyen el acrilato de tetrahidrofurfurilo, el acrilato de tetrahidrofurfurilo modificado con caprolactona, el acrilato formal de trimetilolpropano cíclico, el acrilato de (2-etil-2-metil-1,3-dioxolan-4-il)-metilo, el acrilato de (2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il)-metilo, el acrilato de ciclohexanospiro-2-(1,3-dioxolan-4-il))-metilo y el acrilato de (3-etiloxetan-3-il)-metilo.
En una realización preferida de la tinta de inyección curable por radiación UV, el acrilato heterocíclico incluye un compuesto polimerizable seleccionado del grupo que consta de acrilato de tetrahidrofurfurilo, acrilato formal de trimetilolpropano cíclico, acrilato de (3-etiloxetan-3-il)-metilo y acrilato de (2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il)-metilo.
En una realización más preferida de la tinta de inyección curable por radiación UV, el acrilato heterocíclico incluye un compuesto polimerizable seleccionado del grupo que consta de acrilato formal de trimetilolpropano cíclico, acrilato de (3-etiloxetan-3-il)-metilo y (2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il)-metilo.
En una realización particularmente preferida, la tinta de inyección curable por radiación UV contiene más del 12,0% en peso, preferiblemente entre el 12,5% en peso y el 40,0% en peso, más preferiblemente entre el 13,0% en peso y el 35,0% en peso de un acrilato heterocíclico (H) que es un acrilato cíclico no aromático en el que los uno o más heteroátomos son un átomo de oxígeno.
Acrilatos aromáticos (A)
Los acrilatos aromáticos pueden incluir un acrilato heteroaromático, pero preferiblemente se utiliza un compuesto polimerizable que no contiene heteroátomos en su estructura cíclica.
Entre los acrilatos aromáticos preferidos se incluyen el acrilato de bencilo, el acrilato de 2-fenoxietilo, el acrilato de 2-hidroxi-3-fenoxipropilo, el acrilato de fenoxipolietilenglicol, el acrilato de nonilfenol etoxilado (4) y el acrilato de fenol etoxilado (4).
En una realización preferida de la tinta de inyección curable por radiación UV, el acrilato aromático incluye un compuesto polimerizable que se selecciona del grupo que consta de acrilato de 2-fenoxietilo y acrilato de 2-hidroxi-3-fenoxipropilo.
La cantidad de acrilatos aromáticos es preferiblemente superior al 6,0% en peso, preferiblemente se encuentra entre el 7,0% en peso y el 25,0% en peso, más preferiblemente entre el 8,0% en peso y el 20,0% en peso con respecto al peso total de la tinta de inyección.
Acrilatos alicíclicos (L)
El acrilato alicíclico contiene uno o más anillos saturados o insaturados que comprende únicamente átomos de carbono, pero que no tienen un carácter aromático.
Entre los acrilatos alicíclicos preferidos se incluyen el acrilato de 3,3,5-trimetilciclohexilo, el acrilato de isobornilo, el acrilato de 4-t.butilciclohexilo, el acrilato de diciclopentenilo y el acrilato de diciclopenteniloxietilo, el acrilato de ciclohexilo, el monoacrilato de 1,4-ciclohexanodimetanol y el ácido prop-2-enoico de éster (octahidro-4,7-metano-1 H-inden-1 -il)-metílico.
En una realización preferida de la tinta de inyección curable por radiación UV, el acrilato alicíclico incluye un compuesto polimerizable que se selecciona del grupo que consta de acrilato de 3,3,5-trimetilciclohexilo, acrilato de isobornilo, acrilato de (octahidro-4,7-metano-1H-indenil)-metilo y acrilato de 4-t.butilciclohexilo.
En una realización preferida de la tinta de inyección curable por radiación UV, el acrilato alicíclico incluye un compuesto polimerizable que se selecciona del grupo que consta de acrilato de 3,3,5-trimetilciclohexilo y acrilato de 4-t.butilciclohexilo.
Preferiblemente, la cantidad de los acrilatos alicíclicos es superior al 6,0% en peso, preferiblemente se encuentra entre el 7,0% en peso y el 35,0% en peso, más preferiblemente entre el 8,0% en peso y el 25,0% en peso con respecto al peso total de la tinta de inyección.
Compuestos polimerizables polifuncionales
Puede usarse cualquier monómero y/u oligómero polifuncional polimerizable por radicales libres. Los compuestos polimerizables polifuncionales pueden ser cualquier monómero y/u oligómero que se encuentra en “Polymer Handbook”, Vol. 1 2, 4a edición, editado por J. BRANDRUP et al., Wiley-Interscience, 1999.
La composición polimerizable puede contener hasta el 10,0% en peso, preferiblemente no más del 8,0% en peso, más preferiblemente no más del 6,0% en peso y lo más preferiblemente no más del 4,5% en peso de compuestos polimerizables polifuncionales con respecto al peso total de la composición polimerizable. En estos rangos, los compuestos polifuncionales polimerizables mejoran la resistencia al rayado sin afectar a las propiedades de flexión.
Los compuestos polimerizables polifuncionales pueden incluir 2, 3, 4 o más grupos polimerizables etilénicamente insaturados. Sin embargo, para maximizar las propiedades de flexión, la tinta de inyección curable por radiación UV preferiblemente solo contiene compuestos polimerizables que incluyen 2 o 3 grupos polimerizables etilénicamente insaturados, más preferiblemente solo compuestos polimerizables que incluyen 2 grupos polimerizables etilénicamente insaturados.
Los compuestos polimerizables polifuncionales preferidos son el diacrilato de bisfenol A etoxilado (30), el diacrilato de polietilenglicol (600), el triacrilato de trimetilolpropano etoxilado (20), el triacrilato de trimetilolpropano etoxilado (15), el diacrilato de hidroxipivalato de neopentilglicol modificado con caprolactona (6M), el diacrilato de polietilenglicol (400), el triacrilato de trimetilolpropano etoxilado (9), el triacrilato de trimetilolpropano propoxilado (3), el triacrilato de glicerilo propoxilado (5,5), el triacrilato de trimetilolpropano etoxilado (6), el diacrilato de hexanodiol etoxilado (3), el diacrilato de bisfenol A etoxilado (10), el diacrilato de polietilenglicol (200), el diacrilato de hidroxipivalato de neopentilglicol modificado con caprolactona (2M), el triacrilato de glicerilo propoxilado (3), el triacrilato de trimetilolpropano etoxilado (3), el triacrilato de trimetilolpropano propoxilado (6), el diacrilato de tetraetilenglicol, el diacrilato de neopentilglicol propoxilado, el diacrilato de 1,6 hexanodiol, el diacrilato de 1,4-butanodiol, el diacrilato de neopentilglicol etoxilado (2), el diacrilato de 3-metil-1,5-pentanodiol, el acrilato de 2-(2-viniloxietoxi)etilo, el diacrilato de bisfenol A etoxilado (4) y el diacrilato de dipropilenglicol.
Otros compuestos polimerizables monofuncionales
Además de las oxazolidinonas de N-vinilo, los acrilatos heterocíclicos no aromáticos en los que los uno o más heteroátomos son un átomo de oxígeno, los acrilatos aromáticos y los acrilatos alicíclicos, también se puede utilizar cualquier monómero u oligómero polimerizable por radicales libres como oros compuestos polimerizable monofuncionales. Estos compuestos polimerizables monofuncionales pueden ser cualquier monómero y/u oligómero que se encuentra en “Polymer Handbook”, Vol. 1 2,<4>a edición, editado por J. BRANDRUP et al., Wiley-Interscience, 1999. Para la curabilidad, los compuestos polimerizables monofuncionales son preferiblemente acrilatos o N-vinillactamas.
La cantidad de los otros compuestos polimerizables monofuncionales preferiblemente se encuentre entre el 0% en peso y el 40,0% en peso, más preferiblemente no es superior al 30,0% en peso y lo más preferiblemente no superior al 20,0% en peso con respecto al peso total de la tinta de inyección.
Entre los otros compuestos polimerizables monofuncionales preferidos se incluyen el acrilato de éter dietilenglicolbutílico, el acrilato de 2-etilhexilo, el acrilato de etoxidietilenglicol, el acrilato de di(etilenglicol), el acrilato de éter 2-etilhexilico, el acrilato de octildecilo, el acrilato de n-octilo, el acrilato de isodecilo, el acrilato de isononilo, el monoacrilato de metoxipolietilenglicol (350), el acrilato de tridecilo, el acrilato de 2(2-etoxietoxi)-etilo, el acrilato de isooctilo, el acrilato de butilo y el acrilato de policaprolactona, el monoacrilato de metoxipolietilenglicol (550), el acrilato de 2-metoxietilo, el acrilato de laurilo etoxilado (4), el acrilato de isoamilo, el acrilato de metoxitrietilenglicol, el acrilato de nonilfenol etoxilado (8), el acrilato de 4-hidroxibutilo, el acrilato de laurilo, el acrilato de etilo, el acrilato de 1 H,1H,5H-octafluoropentilo, el acrilato de 2-hidroxipropilo, el acrilato de 2-propilheptilo, el acrilato de isoestearilo, el acrilato de hidroxietilo, el acrilato de 2,2,2-trifluoroetilo, el acrilato de estearilo, el acrilato de 2-hidroxibutilo, el acrilato de 2-etilhexildiglicol, el acrilato de t.-butilo, el acrilato de carboxietilo, el acrilato de 2-((butilcarbamoil)oxi)-etilo y el 2-hidroxi 3-(propenoiloxi)-propil 2-metil-2-propilhexanoato.
El otro compuesto polimerizable también puede ser un compuesto polimerizable que incluye un grupo vinilamida, preferiblemente un compuesto cíclico representado por la Fórmula (NV-1):
Fórmula (NV-1),
en la que n representa un número entero de 2 a 6, n es preferiblemente 3 o 5 y n es particularmente preferiblemente 5. Tales compuestos también se denominan N-vinillactamas. La N-vinillactama puede tener un sustituyente como un grupo alquilo o un grupo arilo en el anillo de lactama.
Las N-vinillactamas particularmente preferidas que incluyen una vinilamida son la N-vinilcaprolactama y la N-vinil-2-pirrolidona. Lo más preferiblemente, los compuestos polimerizables que incluyen una vinilamida es la N-vinilcaprolactama puesto que proporciona una curabilidad particularmente buena de una capa de tinta curada, especialmente cuando la N-vinilcaprolactama está presente en la tinta de inyección curable por radiación UV en una cantidad del 5,0% en peso al 20,0% en peso, preferiblemente de al menos un 10,0% en peso y lo más preferiblemente de al menos un 15% en peso con respecto al peso total de la tinta de inyección curable por radiación UV.
La cantidad de la N-vinillactama en la tinta de inyección curable por radiación UV preferiblemente se encuentra entre el 0,0% en peso y el 16,0% en peso, más preferiblemente no supera el 13,0% en peso con respecto al peso total de la tinta de inyección. En estos rangos se maximiza la flexión.
Colorantes
Una tinta de inyección curable por radiación UV de color contiene un colorante. Preferiblemente los colorantes utilizados en las tintas de inyección constan de uno o más pigmentos. Se prefieren los pigmentos orgánicos y/o Inorgánicos por sus propiedades de descoloración por la luz superiores con respecto a los tintes.
Los pigmentos pueden ser de color negro, blanco, cian, magenta, amarillo, rojo, naranja, violeta, azul, verde, marrón, mezclas de los mismos y similares. Este pigmento de color puede escogerse entre los descritos porHERBST, Willy,et al.,Industrial Organic Pigments, Production, Properties, Applications, 3a edición, Wiley - VCH, 2004, ISBN 3527305769.
Los pigmentos amarillos preferidos son C.I. Pigment Yellow 1,3, 10, 12, 13, 14, 17, 55, 65, 73, 74, 75, 83, 93, 97, 109, 111, 120, 128, 138, 139, 150, 151, 154, 155, 175, 180, 181, 185, 194 y 213.
Los pigmentos rojos o magenta preferidos son C.I. Pigment Red 17, 22, 23, 41,48:1,48:2, 49:1, 49:2, 52:1,57:1,88, 112, 122, 144, 146, 149, 170, 175, 176, 184, 185, 188, 202, 206, 207, 210, 216, 221, 248, 251, 254, 255, 264, 266, 270 y 272.
Los pigmentos violeta preferidos son C.I. Pigment Violet 19, 23, 32, y 37.
Los pigmentos cian o azul preferidos son C.I. Pigment Blue 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 56, 61 y los pigmentos de ftalocianina de aluminio (puenteada).
Los pigmentos naranja preferidos son C.I. Pigment Orange 5, 13, 16, 34, 40, 43, 59, 66, 67, 69, 71 y 73.
Los pigmentos verdes preferidos son C.I. Pigment Green 7 y 36.
Utilizando los pigmentos de color preferidos anteriores se puede obtener un buen gamut de colores mediante un conjunto de tintas de inyección curables por radiación UV según la invención.
En una realización particularmente preferida de la tinta de inyección curable por radiación UV, el pigmento es un pigmento de color orgánico o un pigmento de negro de carbón. Preferiblemente, el pigmento de color orgánico se selecciona del grupo que consta de C.I. Pigment Yellow 83, C.I. Pigment Yellow 97, C.I. Pigment Yellow 110, C.I. Pigment Yellow 120, C.I. Pigment Yellow 150, C.I. Pigment Yellow 151, C.I. Pigment Yellow 154, C.I. Pigment Yellow 155, C.I. Pigment Yellow 175, C.I. Pigment Yellow 180, C.I. Pigment Yellow 181, C.I. Pigment Yellow 194, C.I. Pigment Yellow 213, C.I. Pigment Yellow 214, un pigmento de 3-ftalocianina de cobre, un pigmento de quinacridona, un pigmento de dicetopirrolopirrol y cristales mixtos de los mismos. Los últimos pigmentos de color orgánicos proporcionan una estabilidad a la luz superior en lonas. Esta propiedad aumenta la vida útil de las lonas que a menudo están fuertemente expuestas a la luz solar, por ejemplo cuando la lona se utiliza como cortina de camión .
Preferiblemente, una tinta de inyección curable por radiación UV amarilla contiene C.I. Pigment Yellow 155 como pigmento de color.
Entre los pigmentos también se incluyen cristales mixtos de los pigmentos preferidos particulares mencionados anteriormente. Los cristales mixtos se denominan también soluciones sólidas. Por ejemplo, en ciertas condiciones, diferentes quinacridonas se mezclan entre sí para formar soluciones sólidas, que son bastante distintas tanto de las mezclas físicas de los compuestos como de los propios compuestos. En una solución sólida, las moléculas de los componentes entran normalmente, aunque no siempre, en la misma red cristalina que uno de los componentes. El patrón de difracción por rayos x del sólido cristalino resultante es característico de ese sólido y puede diferenciarse claramente del patrón de una mezcla física de los mismos componentes en la misma proporción. En dichas mezclas físicas, es posible distinguir el patrón de rayos x de cada uno de los componentes, y la desaparición de muchas de sus líneas es uno de los criterios de la formación de soluciones sólidas. Un ejemplo disponible en el mercado es Cinquasia™ Magenta RT-355-D, de BASF AG.
El negro de carbón se prefiere como pigmento negro. Entre los pigmentos negros adecuados se incluyen negros de carbón tales como Pigment Black 7 (por ejemplo Carbon Black MA8® de MITSUBISHI CHEMICAL), Regal® 400R, Mogul® L y Elftex® 320 de CABOT Co., o Carbon Black FW18, Special Black 250, Special Black 350, Special Black 550, Printex® 25, Printex® 35, Printex® 55, Printex® 90 y Printex® 150T de EVONIK.
También es posible preparar mezclas de pigmentos. Por ejemplo, se prefiere una tinta de inyección negra neutra que puede obtenerse mezclando un pigmento negro y un pigmento cian y/o magenta en la tinta. También se puede combinar pigmentos para aumentar la gama de colores (gamut) de un conjunto de tintas. El conjunto de tintas de inyección también puede incluir uno o más colores suplementarios. Plata y oro a menudo son colores deseados para hacer a un producto más atractivo, dándole un aspecto exclusivo.
Las tintas pueden también contener pigmentos inorgánicos. Los pigmentos adecuados son C.I. Pigment Metal 1, 2 y 3. Entre los ejemplos ilustrativos de los pigmentos inorgánicos se incluyen el óxido de titanio, el sulfato de bario, el carbonato de calcio, el óxido de cinc, el sulfato de plomo, el amarillo de plomo, el cinc amarillo, el rojo de óxido de hierro (III), el rojo de cadmio, el azul ultramarino, el azul de Prusia, el verde de óxido de cromo, el verde cobalto, el ámbar, el negro de titanio y el negro de hierro sintético.
Las partículas de pigmento en la tinta de inyección deben ser lo suficientemente pequeñas como para permitir que la tinta fluya libremente a través del dispositivo de impresión por inyección de tinta, especialmente a través de las boquillas de eyección. También es recomendable utilizar partículas pequeñas para maximizar la intensidad de color y ralentizar la sedimentación.
Para aumentar la gama de colores (gamut), el tamaño medio en número de la partícula de pigmento es preferiblemente de entre 0,050 y 1 pm, más preferiblemente de entre 0,070 y 0,300 pm y particularmente preferiblemente de entre 0,080 y 0,200 pm. Lo más preferiblemente, el tamaño medio en número de la partícula de pigmento no supera los 0,150 pm. Un tamaño de partícula medio inferior a 0,050 pm es menos deseable a causa de la disminución de la solidez a la luz, aunque lo es principalmente también porque las partículas de pigmento de tamaño muy reducido o las moléculas de pigmento individuales de las mismas siguen presentando la posibilidad de extracción en las aplicaciones de envasado de alimentos.
El tamaño de partícula medio en número de las partículas de pigmento se determina mejor con un Brookhaven Instruments Particle Sizer BI90plus basado en el principio de dispersión de luz dinámica. La tinta se diluye, por ejemplo, con acetato de etilo a una concentración de pigmento del 0,002% en peso. Los ajustes de medición del BI90plus son: 5 ensayos a 230C, ángulo de 90°, longitud de onda de 635 nm y gráficos = función de corrección.
Preferiblemente, la cantidad del pigmento en una tinta de inyección de color se encuentra entre el 0,1% en peso y el 13,0% en peso. Preferiblemente, una tinta de inyección de color oscura contiene entre el 1,5% en peso y el 13,0% en peso, más preferiblemente entre el 1,8% en peso y el 6,0% en peso de pigmento de color con respecto al peso total de la tinta de inyección, mientras que una tinta de inyección de color clara contiene preferiblemente entre el 0,1% en peso y el 1,3% en peso, más preferiblemente entre el 0,3% en peso y el 1,2% en peso de pigmento de color con respecto al peso total de la tinta de inyección.
En el caso de una tinta de inyección curable por radiación UV de color blanco, preferiblemente se utiliza un pigmento que tiene un índice de refracción superior a 1,60, preferiblemente superior a 2,00, más preferiblemente superior a 2,50 y lo más preferiblemente superior a 2,60. En el caso del pigmento con un índice de refracción superior a 1,60, preferiblemente se emplea dióxido de titanio.
En la Tabla 1 se divulgan pigmentos blancos adecuados.
Tabla 1
El óxido de titanio se da en las formas cristalinas del tipo anatasa, del tipo rutilo y del tipo brookita. El tipo anatasa tiene una densidad relativamente baja y se muele fácilmente en partículas finas, mientras que el tipo rutilo tiene un índice de refracción relativamente alto y muestra una capacidad de recubrimiento alta. Cualquiera de estos se puede usar en esta invención, pero preferiblemente se utiliza el dióxido de titanio del tipo rutilo.
Los pigmentos blancos pueden emplearse individualmente o en combinación. Pueden usarse al menos dos formas cristalinas diferentes en combinación. El uso combinado del tipo anatasa y del tipo rutilo, que presenta un alto poder de coloración, puede reducir la cantidad total de óxido de titanio, conduciendo a una estabilidad durante el almacenamiento y un rendimiento de eyección de la tinta mejorados.
Para el tratamiento superficial del óxido de titanio, se aplica un tratamiento acuoso o un tratamiento en fase gas, y normalmente se emplea un agente de tratamiento de alúmina-sílice. Pueden emplearse óxido de titanio sin tratar, o tratado con alúmina o tratado con alúmina y sílice. Puede emplearse un tratamiento superficial orgánico solo o además de los anteriores tratamientos superficiales. El tratamiento superficial mejora la estabilidad de dispersión de la tinta de inyección blanca.
En una realización preferida, el pigmento blanco está presente en la tinta de inyección curable por radiación UV de color blanco en una cantidad de al menos el 13,0% en peso, preferiblemente entre el 14,0% en peso y el 27,0% en peso, más preferiblemente entre el 15,0% en peso y el 25,0% en peso y lo más preferiblemente entre el 17,0% en peso y el 22,0% en peso con respecto al peso total de la tinta de inyección curable por radiación UV.
El diámetro medio en número de partícula del óxido de titanio u otros pigmentos blancos es preferiblemente de entre 180 y 400 nm, más preferiblemente de entre 200 y 300 nm y lo más preferiblemente de entre 220 y 280 nm. No es posible obtener una potencia de cobertura suficiente cuando el diámetro medio es inferior a 180 nm, y la capacidad de almacenamiento y la idoneidad de eyección de la tinta tienden a degradarse cuando el diámetro medio supera los 400 nm. La determinación del diámetro de partícula medio en número se realiza más adecuadamente mediante espectroscopia de correlación de fotones a una longitud de onda de 633 nm utilizando un láser de HeNe de 4 mW en una muestra diluida de la tinta de inyección pigmentada. Se utilizó el analizador de tamaño de partícula adecuado Malvern™ nano-S, disponible de Goffin-Meyvis. Para preparar una muestra puede, por ejemplo, añadirse una gota de tinta a una cubeta con un contenido de 1,5 ml de acetato de etilo y mezclar hasta obtener una muestra homogénea. El tamaño de partícula medido es el valor medio de 3 mediciones consecutivas, consistente en 6 ensayos de 20 segundos.
Dispersantes
La tinta de inyección curable por radiación UV también puede contener un dispersante para mejorar adicionalmente las propiedades de dispersión del pigmento. Entre los ejemplos del dispersante se incluyen, sin limitarse particularmente a los mismos, los dispersantes poliméricos utilizados comúnmente para preparar un líquido de dispersión de pigmento.
Los dispersantes poliméricos típicos son copolímeros de dos monómeros, pero pueden contener tres, cuatro, cinco o incluso más monómeros. Las propiedades de los dispersantes poliméricos dependen tanto de la naturaleza de los monómeros como de su distribución en el polímero. Preferiblemente, los dispersantes copoliméricos presentan las siguientes composiciones de polímero:
• monómeros polimerizados estadísticamente (por ejemplo, monómeros A y B polimerizados en ABBAABAB), • monómeros polimerizados según un ordenamiento alternado (por ejemplo, monómeros A y B polimerizados en ABABABAB),
• monómeros polimerizados (ahusados) en gradiente (por ejemplo, monómeros A y B polimerizados en AAABAABBABBB),
• copolímeros de bloque (por ejemplo, monómeros A y B polimerizados en AAAAABBBBBB) en los que la longitud de bloque de cada uno de los bloques (2, 3, 4, 5 o incluso más) es importante para la capacidad de dispersión del dispersante polimérico,
• copolímeros de injerto (copolímeros de injerto consistentes en una estructura básica polimérica con cadenas laterales poliméricas unidas a la cadena principal), y
• formas mixtas de estos polímeros, como por ejemplo copolímeros de bloque en gradiente.
El dispersante polimérico tiene, preferiblemente, un peso molecular promedio en número Mn de entre 500 y 30.000, más preferiblemente de entre 1.500 y 10.000.
El dispersante polimérico tiene, preferiblemente, un peso molecular promedio en peso Mw inferior a 100.000, más preferiblemente inferior a 50.000 y lo más preferiblemente inferior a 30.000.
El dispersante polimérico tiene, preferiblemente, una dispersidad polimérica DP inferior a 2, más preferiblemente inferior a 1,75 y lo más preferiblemente inferior a 1,5.
Los siguientes son ejemplos comerciales de dispersantes poliméricos:
dispersantes DISPERBYK™, disponibles a través de BYK CHEMIE GMBH,
dispersantes SOLSPERSE™, disponibles a través de LUBRIZOL,
dispersantes TEGO™ DISPERS™ de EVONIK,
dispersantes EDAPLAN™ de MÜNZING CHEMIE,
dispersantes ETHACRYL™ de LYONDELL,
dispersantes GANEX™™ de ISP,
dispersantes DISPEX™ y EFKA™ de BASF,
dispersantes DISPONER™ de DEUCHEM.
Entre los dispersantes poliméricos particularmente preferidos se incluyen los dispersantes Solsperse™, de LUBRIZOL, los dispersantes Efka™, de BASF, los dispersantes Disperbyk™, de BYK CHEMIE GmbH y los dispersantes Ajisper™ de AJINOMOTO FINE-TECHNO Co. Los dispersantes particularmente preferidos son Solsperse™ 32000, 35000 y 39000, de LUBRIZOL y el dispersante Disperbyk™ 162 de BYK CHEMIE GmbH.
Los dispersantes se pueden utilizar solos o en una combinación de dos o más tipos de los mismos.
El dispersante polimérico se usa preferiblemente en una cantidad del 2% en peso al 600% en peso, más preferiblemente del 5% en peso al 200% en peso, lo más preferiblemente del 50% en peso al 90% en peso con respecto al peso del pigmento.
Sinergistas de dispersión
Un sinergista de dispersión suele componerse de una parte aniónica y una parte catiónica. La parte aniónica del sinergista de dispersión muestra una cierta similitud molecular con el pigmento de color y la parte catiónica del sinergista de dispersión se compone de uno o más protones y/o cationes que compensan la carga de la parte aniónica del sinergista de dispersión.
Es preferible añadir el sinergista de dispersión en una cantidad inferior a la del/de los dispersante(s) polimérico(s). La proporción de dispersante polimérico/sinergista de dispersión depende del pigmento y debería determinarse experimentalmente. Normalmente, la proporción de porcentaje en peso de dispersante polimérico/porcentaje en peso de sinergista de dispersión se establece entre 2:1 y 100:1, preferiblemente entre 2:1 y 20:1.
Algunos sinergistas de dispersión adecuados disponibles en el mercado incluyen Solsperse™ 5000 y Solsperse™ 22000, de LUBRIZOL.
Los pigmentos particularmente preferidos para la tinta magenta usada son un pigmento de dicetopirrolopirrol o un pigmento de quinacridona. Entre los sinergistas de dispersión adecuados se incluyen aquellos divulgados en los documentosEP 1790698A (AGFA GRAPHICS),EP 1790696A (AGFA GRAPHICS),WO 2007/060255(AGFA GRAPHICS) yEP 1790695A (AGFA GRAPHICS).
En la dispersión del pigmento Pigment Blue C.I. 15:3, se prefiere la utilización de un sinergista de dispersión de Cuftalocianina sulfonada, como por ejemplo Solsperse™ 5000 de LUBRIZOL. Entre los sinergistas de dispersión adecuados para las tintas de inyección amarillas se incluyen aquellos divulgados en el documentoEP 1790697A (AGFA GRAPHICS).
Fotoiniciadores de radicales libres
La tinta de inyección curable por radiación UV contiene al menos un fotoiniciador de radicales libres. Un fotoiniciador requiere menos energía para activar que los compuestos polimerizables para formar un polímero.
Más preferiblemente, la tinta de inyección curable por radiación UV contiene un sistema de fotoiniciación que comprende uno o más fotoiniciadores y preferiblemente también uno o más coiniciadores en vez de un solo fotoiniciador.
El fotoiniciador en la tinta de inyección curable puede ser un iniciador Norrish tipo I o un iniciador Norrish tipo II. Un iniciador Norrish tipo I es un iniciador que se desdobla tras la excitación produciendo el radical iniciador de forma inmediata. Un iniciador Norrish tipo II es un fotoiniciador que se activa mediante radiación actínica y forma radicales libres por abstracción de hidrógeno a partir de un segundo compuesto que se convierte en el verdadero radical libre iniciador. Este segundo compuesto se denomina coiniciador o sinergista de polimerización. Tanto los fotoiniciadores de tipo I como los de tipo II pueden emplearse en la presente invención solos o combinados.
Fotoiniciadores Norrish tipo I
Los fotoiniciadores Norrish tipo I preferidos para la tinta de inyección curable por radiación UV de la invención son los fotoiniciadores de óxido de acilfosfina y los fotoiniciadores de a-hidroxicetona.
Un fotoiniciador de óxido de acilfosfina es particularmente ventajoso para la curabilidad cuando el curado UV se lleva a cabo mediante diodos LED UV que tienen una larga longitud de onda de más de 360 nm, y incluso más cuando el fotoiniciador de óxido de acilfosfina se combina además con un fotoiniciador Norrish tipo II que contiene un grupo tioxantona.
Entre los ejemplos preferidos de los fotoiniciadores de óxido de acilfosfina se incluyen, sin limitarse particularmente a los mismos, un óxido de bis(2,4,6-trimetilbenzoil)-fenilo, un óxido de 2,4,6-trimetilbenzoil-difenilo y un óxido de fosfina de bis-(2,6-dimetoxibenzoil)-2,4,4-trimetilpentilo.
Entre los fotoiniciadores de óxido de acilfosfina preferidos disponibles en el comercio se incluyen, sin limitarse particularmente a los mismos, Omnirad™ 819 (óxido de fosfina de bis(2,4,6-trimetilbenzoil)-fenilo), Omnipol™ TP, Omnirad™ TPO (óxido de fosfina de 2,4,6-trimetilbenzoil-difenilo) y Omnirad™ TPO-L (etil(fosfinato de 2,4,6-trimetilbenzoil)-fenilo), todos disponibles de IGM RESINS.
Preferiblemente, el contenido del fotoiniciador de óxido de acilfosfina se encuentra entre el 3% en peso y el 15% en peso, más preferiblemente entre el 5% en peso y el 13% en peso y aún más preferiblemente entre el 6% en peso y el 10% en peso con respecto al peso total de la tinta de inyección curable por radiación UV.
Entre los ejemplos de los fotoiniciadores de a-hidroxicetona se incluyen, sin limitarse particularmente a los mismos, la cetona de 1-hidroxiciclohexilfenilo, la 2-hidroxi-2-metil-1-fenil-propan-1-ona y la 1-[4-(2-hidroxietoxi)-fenil]2-hidroxi-2-metil-1 -propan-1 -ona.
Entre los ejemplos de fotoiniciadores a-hidroxicetona disponibles en el comercio se incluyen, sin limitarse particularmente a los mismos, OmniradM 1173, Omnirad™ 184 y Omnirad™ 127 y Omnirad™ 4817 de IGM RESINS.
Preferiblemente, el contenido de la a-hidroxicetona se encuentra entre el 1% en peso y el 10% en peso, más preferiblemente entre el 2% en peso y el 8% en peso y aún más preferiblemente entre el 3% en peso y el 6% en peso con respecto al peso total de la tinta de inyección curable por radiación UV.
En una realización preferida, los uno o más grupos acilo del fotoiniciador de óxido de acilfosfina o del fotoiniciador ahidroxicetona están unidos a un polímero o a un grupo polimerizable.
En el documentoEP 2960303A (FUJFILM) se divulgan fotoiniciadores de óxido de acilfosfina poliméricos.
Un ejemplo de un fotoiniciador de a-hidroxicetona polimérico adecuado es disponible bajo el nombre comercial Esacure™ KIP150 de IGM RESINS.
En el documentoUS 4922004(MERCK) se divulgan fotoiniciadores de a-hidroxicetona polimerizables, como la cetona de 4-(2-acriloiloxyetoxi)-fenil-2-acriloiloxi-2-propilo preparada en el Ejemplo 3.
En una realización particularmente preferida de la tinta de inyección curable por radiación UV, el fotoiniciador de radicales libres incluye al menos un 4% en peso, preferiblemente entre el 5% en peso y el 15% en peso de un iniciador de óxido de acilfosfina con respecto al peso total de la tinta de inyección curable por radiación UV. Tal cantidad permite obtener una buena curabilidad cuando el curado por radiación UV se lleva a cabo mediante diodos LED UV que tienen una larga longitud de onda de más de 360 nm.
Fotoiniciadores Norrish tipo II
Preferiblemente, la tinta de inyección curable por radiación UV contiene un fotoiniciador Norrish tipo II que incluye un resto de fotoiniciación que se selecciona del grupo que consta de un grupo tioxantona y un grupo benzofenona. Un fotoiniciador Norrish tipo II que contiene un grupo tioxantona es particularmente preferido ya que es ventajoso para el curado por diodos LED UV, especialmente para diodos LED UV que tienen una longitud de onda de emisión de 360 nm o incluso 370 nm.
Sin embargo, se prefiere que una tinta de inyección curable por radiación UV no contiene una tioxantona ya que los productos de degradación de tioxantona obtenidos tras el curado por radiación UV tienden a proporcionar un matiz amarillento indeseado a un color blanco.
Entre los ejemplos adecuados de fotoiniciadores Norrish tipo II que contienen un grupo tioxantona se incluyen, sin limitarse particularmente a los mismos, la tioxantona, la dietiltioxantona, como la 2,4-dietiltioxantona, la isopropiltioxantona, como la 2-isopropiltioxantona y la 4-isopropiltioxantona, y la clorotioxantona, como la 2-clorotioxantona.
Ejemplos específicos de fotoiniciadores Norrish tipo II disponibles en el comercio que contienen un grupo tioxantona son Speedcure™ DETX (2,4-dietiltioxantona) y Speedcure™ ITX (2-isopropiltioxantona) de LAMBSON y Kayacure™ DETX-S (2,4-dietiltioxantona) de Nippon Kayaku Co..
Entre los ejemplos adecuados de fotoiniciadores Norrish tipo II que contienen un grupo benzofenona se incluyen, sin limitarse particularmente a los mismos, la benzofenona, la metilbenzofenona, la metil-2-benzoilbenzoate, la fenilbenzofenona, como la 4-fenilbenzofenona, la trimetilbenzofenona, la bis(alquilamino)benzofenona, y la 4-(dialquilamino)benzofenona.
Ejemplos específicos de fotoiniciadores Norrish tipo II disponibles en el comercio que contienen un grupo benzofenona son Omnirad™ 4MBZ y Omnirad™ BP de IGM RESINS, Speedcure™ PBZ y Speedcure™ 5040 de LAMBSON. Este último fotoiniciador es una mezcla de benzofenona y tioxantona.
Preferiblemente, el contenido del fotoiniciador Norrish tipo II que incluye un resto de fotoiniciación que se selecciona del grupo que consta de un grupo tioxantona y un grupo benzofenona se encuentra entre el 0,5% en peso y el 7,5% en peso, más preferiblemente entre el 1% en peso y el 5% en peso con respecto al peso total de la tinta de inyección curable por radiación UV. Sin embargo, cuando el fotoiniciador Norrish tipo II es un compuesto de tioxantona polimerizable o polimérico, el contenido puede ser mayor, preferiblemente hasta el 25% en peso, más preferiblemente hasta el 15% en peso con respecto al peso total de la tinta de inyección curable por radiación UV.
En los documentosEP 2161264A (AGFA),EP 2199273A (AGFA) yEP 2684876A (AGFA) se divulgan ejemplos preferidos de fotoiniciadores Norrish tipo II polimerizables que incluyen un resto de fotoiniciación que se selecciona del grupo que consta de un grupo tioxantona o un grupo benzofenona.
En los documentosEP 1616920A (AGFA) yEP 1616899A (AGFA) se divulgan ejemplos preferidos de fotoiniciadores Norrish tipo II poliméricos que incluyen un resto de fotoiniciación que se selecciona del grupo que consta de un grupo tioxantona o un grupo benzofenona.
Entre los ejemplos comerciales de tioxantonas y benzofenonas poliméricas se incluyen Omnipol™ BP, Omnipol™ TX y Omnipol™ 2702 de IGM RESINS.
Coiniciadores
Con el fin de aumentar adicionalmente la fotosensibilidad, la tinta de inyección curable por radiación UV puede, además, coiniciadores, también denominados sinergistas de polimerización, para los cuales suelen utilizarse sinergistas de amina.
Ejemplos adecuados de sinergistas de amina pueden categorizarse en tres grupos:
1) aminas alifáticas terciarias tales como metildietanolamina, dimetiletanolamina, trietanolamina, trietilamina y N-metilmorfolina,
(2) aminas aromáticas tales como amilparadimetilaminobenzoato, 2-n-butoxietil-4-(dimetilamino) benzoato, 2-(dimetilamino)etilbenzoato, etil-4-(dimetilamino)benzoato y 2-etilhexil-4-(dimetilamino)benzoato, y
(3) aminas (met)acriladas tales como dialquilamino alquil(met)acrilatos (por ejemplo dietilaminoetilacrilato) o N-morfolinoalquil-(met)acrilatos (por ejemplo N-morfolinoetil-acrilato).
Preferiblemente, la tinta de inyección curable por radiación UV incluye un coiniciador de amina terciaria, preferiblemente un coiniciador de amina terciaria polimerizable o polimérico.
Algunos coiniciadores con difusión restringida preferidos son los coiniciadores polimerizables descritos en los párrafos [0088] y [0097] del documentoEP 2053101A (AGFA).
Entre los coiniciadores con difusión restringida preferidos se incluyen un coiniciador polimérico que posee una arquitectura polimérica dendrítica, más preferiblemente una arquitectura polimérica hiperramificada. En el documentoUS 2006014848 A(AGFA) se divulgan algunos coiniciadores poliméricos hiperramificados preferidos.
Preferiblemente, la tinta de inyección curable por radiación UV incluye el coiniciador (con difusión restringida) en una cantidad entre el 0,1% en peso y el 20% en peso, más preferiblemente en una cantidad entre el 0,5% en peso y el 15% en peso, lo más preferiblemente en una cantidad entre el 1% en peso y el 10% en peso con respecto al peso total de la tinta de inyección.
Tensioactivos
La tinta de inyección curable por radiación UV puede contener al menos un tensioactivo. El tensioactivo puede ser aniónico, catiónico, no iónico o zwitteriónico y, preferiblemente, se añade en una cantidad total de menos del 3% en peso con respecto al peso total de la tinta y particularmente en una cantidad total de menos del 1,5% en peso con respecto al peso total de la tinta de inyección curable por radiación UV para prevenir la formación de espuma de tinta en su contenedor. Preferiblemente, el contenido del tensioactivo se encuentra entre el 0,05% en peso y el 1,5% en peso, más preferiblemente entre el 0,10% en peso y el 1,0% en peso con respecto al peso total de la tinta de inyección curable por radiación UV.
Los tensioactivos preferidos se seleccionan de entre tensioactivos de flúor (tales como hidrocarburos fluorados) y tensioactivos de silicona. Los tensioactivos de silicona son preferiblemente siloxanos y pueden ser alcoxilados, modificados con poliéster, modificados con poliéter, hidroxi funcionales modificados con poliéter, modificados con amina, modificados con epoxi y otras modificaciones o combinaciones de los mismos. Los siloxanos preferidos son poliméricos, por ejemplo polidimetilsiloxanos.
Entre los tensioactivos de silicona preferidos comerciales se incluyen BYKTM 333 y BYKTM UV3510 de BYK Chemie y Tegoglide™ 410 de EVONIK.
En una realización preferida, el tensioactivo es un compuesto polimerizable.
Entre los tensioactivos de silicona polimerizables preferidos se incluyen un tensioactivo de silicona (met)acrilado. Lo más preferiblemente, el tensioactivo de silicona (met)acrilado es un tensioactivo de silicona acrilado ya que los acrilatos son mas reactivos que los metacrilatos.
En una realización preferida, el tensioactivo de silicona (met)acrilado es un polidimetilsiloxano (met)acrilado modificado con poliéter o un polidimetilsiloxano (met)acrilado modificado con poliéster.
Entre los tensioactivos de silicona (met)acrilados comercialmente disponibles preferidos se incluyen Ebecryl™ 350, un<diacrilato de silicona de Cytec, el polidimetilsiloxano acrilado modificado con poliéter BYKTM UV3500,>BYK<tm UV3510>y BYKTM UV3530, el polidimetilsiloxano acrilado modificado con poliéster BYKTM UV3570, todos producidos por BYK Chemie, TegoTM Rad 2100, TegoTM Rad 2200N, TegoTM Rad 2250N, TegoTM Rad 2300, TegoTM Rad 2500, TegoTM Rad 2600, TegoTM Rad 2700 y TegoTM RC711, todos producidos por EVONIK. Otra silicona preferida es Silwet™ L7500 de OSI SPECIALITIES BENELUX NV, Silaplane™ FM7711, Silaplane™ FM7721, Silaplane™ FM7731, Silaplane™ FM0711, Silaplane™ FM0721, Silaplane™ FM0725, Silaplane™ TM0701, Silaplane™ TM0701T, todos producidos por CHISSO Corporation, and DMS-R05, DMS-R11, DMS-R18, DMS-R22, DMS-R31, DMS-U21, DBE-U22, SIB1400, RMS-044, RMS-033, RMS-083, UMS-182, UMS-992, UCS-052, RTT-1011 y UTT-1012, todos producidos por GELEST Inc.
Inhibidores de polimerización
La tinta de inyección curable por radiación UV también puede contener un inhibidor de polimerización. Gracias al hecho de que una tinta contiene el inhibidor de polimerización, se puede evitar que tenga lugar una reacción de polimerización antes del curado, por ejemplo, durante el almacenamiento o el transporte.
Entre los inhibidores de polimerización adecuados se incluyen antioxidantes de tipo fenol, fotoestabilizadores de amina con impedimento estérico, antioxidantes de tipo fósforo, benzoquinona, hidroquinona y derivados, como el monometil éter de hidroquinona utilizado comúnmente en monómeros de (met)acrilato.
Entre los ejemplos del inhibidor de polimerización fenólico se incluyen, sin limitarse a las siguientes sustancias, el pmetoxifenol, el cresol, el t.-butilcatecol, el di-t-butil-p-cresol, el monometil éter de hidroquinona , el a-naftol, el 3,5-di-tbutil-4-hidroxitolueno, el 2,6-di-t-butil-4-metilfenol, 2,2'-metilen-bis-(4-metil-6-t-butilfenol), el 2,2'-metilen-bis-(4-etil-6-butilfenol) y el 4,4'-tio-bis-(3-metil-6-t-butilfenol) y el pirogallol.
Los inhibidores comerciales adecuados son, por ejemplo, Sumilizer™ GA-80, Sumilizer™ GM y Sumilizer™ GS, fabricados por Sumitomo Chemical Co. Ltd., Genorad™ 16, Genorad™ 18 y Genorad™ 20 de Rahn AG, Irgastab™ UV10 y Irgastab™ UV22, Tinuvin™ 460 y cGs20 de Ciba Specialty Chemicals, el rango Floorstab™ UV (Uv-1, UV-2, UV-5 y UV-8) de Kromachem Ltd y el rango Additol™ S (S100, S110, S120 y S130) de Cytec Surface Specialties. Un inhibidor de polimerización es Irgastab™ UV10 de BASF. Otros ejemplos de un inhibidor de polimerización incluyen TEMPO, TEMPOL y AI Cupferron.
Los inhibidores de polimerización pueden utilizarse solos o como una combinación de dos o más de estos inhibidores de polimerización.
En una realización preferida, el inhibidor de polimerización es una mezcla de distintos tipos de inhibidores de polimerización. Los inhibidores de polimerización preferidos son mezclas de un inhibidor de polimerización basado en radicales libres oxilo, un inhibidor de polimerización basado su fenol y un inhibidor de polimerización basado en amina. En el documentoEP 2851402A (FUJIFILM) se listan ejemplos adecuados.
Preferiblemente, el inhibidor de polimerización se añade en una cantidad entre 200 y 20.000 ppm con respecto a la cantidad total de tinta de inyección.
Preparación de tintas de inyección curables por radiación UV
La preparación de tintas de inyección curables por radiación UV es comúnmente conocido por los expertos en la técnica. En los párrafos [0076] a [0085] del documentoWO 2011/069943(AGFA) se divulgan procedimientos de preparación preferidos.
Procedimientos de impresión por inyección de tinta
Un procedimiento de impresión por inyección de tinta según una realización preferida de la invención incluye las etapas de0:
a) aplicar por chorro una o más tintas de inyección curables por radiación UV anteriormente descritas en un sustrato, y
b) curar por radiación UV la tinta de inyección curable por radiación UV en el sustrato mediante diodos LED UV que tienen una longitud de onda de emisión entre 360 y 400 nm.
Preferiblemente, el curado por radiación UV se lleva a cabo mediante diodos LED UV que tienen una longitud de onda de emisión superior a 360 nm, preferiblemente superior a 370 nm.
Para facilitar el curado, la impresora de inyección puede incluir una o más unidades de reducción de oxígeno. Las unidades de reducción de oxígeno colocan una manta de nitrógeno u otro gas relativamente inerte (por ejemplo, CO<2>) con una posición ajustable y una concentración de gas inerte variable para reducir la concentración de oxígeno en el entorno de curado. Preferiblemente, los niveles de oxígeno residual se mantienen en niveles bajos de hasta 200 ppm, pero se encuentran generalmente en el rango de 200 ppm a 1.200 ppm.
Las tintas de inyección curables por radiación UV se eyectan mediante uno o más cabezales de impresión, eyectando pequeñas gotas de tinta de una manera controlada a través de boquillas sobre un sustrato que se está moviendo con respecto al cabezal o a los cabezales de impresión.
Un cabezal de impresión preferido para el sistema de impresión por inyección de tinta es un cabezal piezoeléctrico. La impresión por inyección de tinta piezoeléctrica se basa en el movimiento de un transductor cerámico piezoeléctrico al aplicarle tensión. Al aplicar tensión, la forma del transductor cerámico piezoeléctrico del cabezal de impresión cambia y forma una cavidad que posteriormente se rellena con tinta de inyección o un líquido de inyección. Cuando la tensión vuelve a desconectarse, la cerámica se expande y recupera su forma original eyectando una gota de tinta desde el cabezal de impresión.
Un cabezal de impresión piezoeléctrico preferido es un denominado cabezal de impresión piezoeléctrico de modo“push"cuyo elemento piezoeléctrico bastante grande es capaz de eyectar también gotitas de tinta de inyección de alta viscosidad. Un cabezal de impresión así se encuentra disponible en RICOH como cabezal de impresión GEN5s.
Un cabezal de impresión piezoeléctrico preferido es un denominado cabezal de impresión piezoeléctrico de flujo pasante(through-flow)de tipodrop-on-demand(gota bajo demanda). Un cabezal de impresión así se encuentra disponible en TOSHIBA TEC como el cabezal de impresión CF1ou. Estos cabezales de impresión de flujo pasante son preferidos ya que mejoran la fiabilidad de la impresión por inyección de tinta con respecto a la seguridad alimentaria.
El cabezal de impresión por inyección de tinta normalmente se desplaza hacia atrás y hacia delante en una dirección transversal, a través de la superficie receptora de tinta en movimiento. A menudo, el cabezal de impresión por inyección de tinta no imprime en su camino hacia atrás. Se prefiere la impresión bidireccional para obtener una capacidad de producción por área alta.
Otro procedimiento de impresión preferido es mediante un “proceso de impresión de una sola pasada” que puede realizarse usando cabezales de impresión por inyección de tinta de ancho de página o múltiples cabezales de impresión por inyección de tinta, escalonados, que cubren toda la anchura de la superficie receptora de tinta. En un proceso de impresión de una sola pasada, los cabezales de impresión por inyección de tinta normalmente permanecen estacionarios y la superficie receptora de tinta se transporta bajo los cabezales de impresión por inyección de tinta.
En una realización particularmente preferida, la impresión por inyección de tinta de las tintas de inyección curables por radiación UV se lleva a cabo en un modo de impresión de múltiples pasadas. La impresión en múltiples pasadas es una técnica utilizada para reducir la formación de bandas (bandeado) que puede tener lugar en la impresión por inyección de tinta. Cuando todavía están en estado líquido, los puntos de tinta tienden a fusionarse debido a la acción de la tensión superficial. Este fenómeno recibe el nombre de coalescencia. Para poder imprimir una imagen de gran calidad, es importante imprimir puntos individuales que sean redondos. Sin embargo, para poder obtener colores totalmente saturados, los puntos deben superponerse y cubrir completamente el sustrato. La coalescencia puede evitarse en gran medida si, para evitar la impresión simultánea de puntos colindantes durante cada ciclo de impresión, sólo se imprime una parte de los datos de imagen. Además, al evitarse todas las colindancias horizontales, puede aumentarse la velocidad transversal del mecanismo de impresión hasta el doble de la velocidad de impresión nominal del cabezal de impresión. En una realización preferida, el número de pasadas utilizadas es de 2 a 6 y, más preferiblemente, no superior a 4.
Una ventaja de usar un modo de impresión de múltiples pasadas es que las tintas de inyección curables por radiación UV se curan en pasadas consecutivas en vez de en una sola pasada, lo cual haría necesario un dispositivo de curado con una gran potencia de radiación UV. Además, la vida útil del cabezal de impresión es más larga en el caso de la impresión de múltiples pasadas. Aunque en la impresión de una sola pasada, una sola eyección lateral de tinta(side shooter)es suficiente para sustituir todo el cabezal de impresión, en la impresión de múltiples pasadas pueden admitirse varias eyecciones laterales de tinta e incluso tolerarse fallos. Además, el coste de una impresora de múltiples pasadas suele ser mucho menor, especialmente en el caso de sustratos de gran formato.
Lonas
Una lona o lona tarp (toldo) es una lámina flexible de gran tamaño de material resistente al agua. En Australia, las lonas se conocen también como “hootch” (choza). Las lonas cuentan a menudo con ojales reforzados en las esquinas y los lados para formar puntos de amarre para cuerdas, lo que permite sujetarlas al suelo o suspenderlas. A esto se le saca partido ventajosamente en el caso de las cortinas de camión conocidas en inglés como “tautliners” (lonas laterales).
Los materiales de lona preferidos se seleccionan del grupo formado por polietileno tejido, cañamazo, poliéster recubierto con poliuretano, vinilo y silnailon.
Una lona particularmente preferida es una lona de vinilo que lleva encima una capa curada de una o más tintas de inyección según la presente invención.
En una realización preferida, la lona tiene un espesor de al menos 130 pm, preferiblemente al menos 180 pm, más preferiblemente entre 230 pm y 600 pm. Un espesor de 230 pm permite una flexión intensa.
EJEMPLOS
Materiales
Salvo que se especifique lo contrario, todos los materiales utilizados en los siguientes ejemplos pueden obtenerse fácilmente a través de fuentes convencionales tales como Aldrich Chemical Co. (Bélgica) y Acros (Bélgica)
TiO2es un pigmento de dióxido de titanio de tipo rutilo con una superficie tratada con alúmina, disponible bajo el nombre comercial Sachtleben™ RDI-S de SACHTLEBEN.
TiO2Bes un pigmento de dióxido de titanio, disponible bajo el nombre comercial Tronox™ CR834 en TRONOX PIGMENTS BV.
PY155es un pigmento C.I. Pigment Yellow 155, para el cual se usó Inkjet™ Yellow 4GC de CLARIANT.
PB15:4es una abreviatura usada para Sunfast™ Blue 15:4, un pigmento C.I. Pigment Blue 15:4 de SUN CHEMICAL CORPORATION.
PB7es una abreviatura usada para Special Black™ 550, que es un negro de carbón, disponible de EVONIK.
PR122es la para C.I. Pigment Red 122, para el cual se usó PIGMENT RED 122 TCR12203IJ de TRUST CHEM EUROPE BV.
SYNes el adyuvante de dispersión según la Fórmula (A):
Fórmula (A),
y se sintetizó de la misma manera como se describe en el Ejemplo 1 del documentoWO 2007/060254(AGFA GRAPHICS) para el sinergista QAD-3.
DB162es una abreviatura usada para el dispersante polimérico Disperbyk™ 162, disponible de BYK CHEMIE GmbH, en el que la mezcla disolvente de 2-metoxi-1-metiletilacetato, xileno y n-butilacetato se eliminó. Este dispersante polimérico es un dispersante de poliéster-poliuretano a base de caprolactona y diisocianato de tolueno que tiene un valor amina de 13 mg KOH/g, un Mn de alrededor de 4.425 y un Mw de alrededor de 6.270.
PEAes acrilato de 2-fenoxietilo, disponible bajo el nombre comercial Sartomer™ SR339C de ARKEMA.
VMOXes una oxazolidinona de vinilmetilo (n.° CAS.: 3395-98-0), disponible bajo el nombre comercial VMOXTM de BASF.
NVCes N-vinilcaprolactama, disponible de BASF BELGIUM, NV.
TBCHes acrilato de 4-t.butilciclohexilo, disponible bajo el nombre comercial Sartomer CD217 de ARKEMA.
THFAes acrilato de tetrahidrofurfurilo, disponible bajo el nombre comercial Sartomer™ SR285 de ARKEMA.
IDAes acrilato de isodecilo, disponible bajo el nombre comercial Sartomer™ SR395 de ARKEMA.
CLAes un monómero de acrilato de caprolactona, disponible bajo el nombre comercial Sartomer™ SR495B de ARKEMA.
BCOEAes un acrilato de uretano monofuncional, disponible bajo el nombre comercial Genomer™ 1122 de RAHN y que tiene la Fórmula (B):
Fórmula (B).
CTFAes acrilato formal de trimetilolpropano cíclico, disponible bajo el nombre comercial Sartomer™ SR531 de ARKEMA.
IPGAes acrilato de (2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il)-metilo, disponible de BASF.
ISOPAes acrilato de 3,3,5-trimetilciclohexilo, disponible bajo el nombre comercial Sartomer™ SR420 de ARKEMA.
CN152es hexanoato de 2-hidroxi-3-(prop-2-enoiloxi)-propil-2-metil-2-propilo, disponible bajo el nombre comercial Sartomer™ CN152 de ARKEMA.
DPGDAes diacrilato de dipropilenglicol, disponible bajo el nombre comercial Sartomer™ SR508 de ARKEMA.CN131Bes acrilato de 2-hidroxi-3-fenoxipropilo, disponible bajo el nombre comercial Sartomer™ CN131B de ARKEMA.
CN963B80es un oligómero de acrilato de uretano, disponible bajo el nombre comercial Sartomer™ CN963B80 de ARKEMA.
IC819es un fotoiniciador de óxido de acilfosfina de bis(2,4,6-trimetilbenzoil)-fenilo, disponible bajo el nombre comercial Omnirad™ 819 de IGM RESINS.
TPOes óxido de trimetilbenzoildifenilfosfina, suministrado bajo el nombre comercial Omnirad™ TPO por IGM RESINS.
TPO-Les (etil(fosfinato de 2,4,6-trimetilbenzoil)-fenilo, suministrado bajo el nombre comercial Omnirad™ TPO-L por IGM RESINS.
ITXes Omnirad™ ITX, una mezcla isomérica de 2- y 4-isopropiltioxantona de IGM RESINS.
T410es un tensioactivo de silicona, disponible bajo el nombre comercial Tegoglide™ 410 de EVONIK.
C7500es un tensioactivo de silicona, disponible bajo el nombre comercial Coatosil™ L7500 de MOMENTIVE PERFORMANCES.
UV3510es un humectante de polidimetilsiloxano modificado con poliéter BYKTM UV3510, disponible de BYK CHEMIE GmbH.
INHIBes una mezcla que forma un inhibidor de polimerización que tiene una composición según la Tabla 2.
Tabla 2
BHTes una abreviatura para 2,6-di-terc.butil-4-metilfenol (CASRN128-37-0) de ALDRICH CHEMICAL CO.
Cupferron™ ALes N-nitrosofenilhidroxilamina de aluminio de WAKO CHEMICALS LTD.
UV10es sebacato de 4-hidroxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidinooxi, disponible de Shanghai FINC Chemical Technology Co., Ltd..
Métodos de medición
1. Tamaño de partícula medio
La determinación del tamaño de partícula medio de partículas de pigmento se realizó mediante espectroscopia de correlación de fotones a una longitud de onda de 633 nm utilizando un láser de HeNe de 4 mW en una muestra diluida de la tinta de inyección pigmentada. Se utilizó el analizador de tamaño de partícula Malvern™ nano-S, disponible de Goffin-Meyvis.
La muestra se preparó por adición de una gota de tinta a una cubeta que contenía 1,5 ml de acetato de etilo y se mezcló hasta que se obtuvo una muestra homogénea. El tamaño de partícula medido es el valor medio de tres mediciones consecutivas, consistentes en 6 ensayos de 20 segundos.
2. Flexión
En el procedimiento de ensayo se evalúa el comportamiento de agrietamiento por flexión de una muestra impresa cuando se sometió a una flexión repetida según la norma DIN 53359. La evaluación se lleva a cabo según la Tabla 3. Una puntuación “Pasa (OK)” significa que el parche de lona impreso fue capaz de aguantar 100.000 flexiones.
Tabla 3
3. Adhesión
Se imprimió una tinta de inyección curable por radiación UV en un sustrato de lona con una cobertura del 100%. La muestra impresa se curó completamente utilizando un transportador Fusion DRSE-120 equipado de un módulo de diodos LED UV Unijet™ i245II de USHIO que transportó las muestras bajo la lámpara UV sobre una cinta transportadora a una velocidad de 20 m/min.
La adhesión se evalúa por una prueba de corte cruzado de acuerdo con la normaISO2409:1992 (E)Paints.International standard.1992-08-15, usando un Braive No. 1536 Cross Cut Tester de BRAIVE INSTRUMENTS con una separación de 1 mm entre los cortes y con un peso de 600 g, en combinación con una cinta de tipo Tesatape™ 4104 PVC.
La evaluación se realizó de acuerdo con los valores de clasificación descritos en la Tabla 4.
Tabla 4
4. Viscosidad
La viscosidad de las tintas de inyección curables por radiación UV se midió a 450C y a una velocidad de cizallamiento de 1.000 s-1 utilizando un viscosímetro Rotovisco™ RV1 de HAAKE.
5. Tensión superficial
La tensión superficial de las tintas de inyección se midió usando un tensiómetro KRÜSS K9 a una temperatura de 250C tras 60 segundos.
EJEMPLO 1
Este ejemplo ilustra las propiedades de flexión y de adhesión mejoradas de una tinta de inyección curable por radiación UV de color amarillo según la invención.
Preparación de una dispersión de pigmento concentrada CPY
Se preparó una dispersión mezclando los componentes según la Tabla 5 durante 30 minutos mediante un dispersador DISPERLUX™ de DISPERLUX S.A.R.L., Luxemburgo. A continuación se molió la dispersión en un molino Bachofen DYNOMILL ECM relleno con perlas de zirconia estabilizada con itrio de 0,4 mm (“high wear resistant zirconia grinding media” de TOSOH Co.). La mezcla se hizo circular sobre el molino durante 2 horas. Tras la molienda, se descargó la dispersión de pigmento concentrada en un recipiente a través de un filtro de 1 pm. Se vio que el tamaño de partícula medio de las partículas de pigmento en la dispersión de pigmento concentrada CPY era de 165 nm.
Tabla 5
Preparación de tintas de inyección amarillas
Las tintas de inyección comparativas Y-1 a Y-38 y las tintas de inyección de la invención Y-39 a Y-53 se prepararon utilizando la dispersión de pigmento concentrada CPY y mezclándola con los componentes indicados en la Tabla 6 a la Tabla 10. Los porcentajes en peso (% en peso) están basados en el peso total de la tinta de inyección.
Tabla 6
Tabla 7
Tabla 8
Tabla 9
Tabla 10
Evaluación y resultados
La viscosidad de cada tinta de inyección amarilla se determinó a 450C y se encontró en el rango de 4 a 10 mPa.s.
Utilizando una impresora de inyección Anapurna™ H2050i LED equipada de un sistema de curado LED UV, cada tinta de inyección amarilla se imprimió en una lona azul de tipo CLASSIC - B6000 de SIOEN INDUSTRIES en escalas con una cobertura de tinta de 10% a 100% a 720 x 1440 dpi.
Las muestras de lona impresas se sometieron a ensayo para ver su capacidad de flexión. Todas las tintas de inyección amarillas obtuvieron una puntuación de “Pasa (OK)”, lo que significa que el parche de lona impreso era capaz de aguantar 100.000 flexiones.
La adhesión se determinó para cada tinta de inyección amarilla en la lona impresa. En la Tabla 11 se muestran los resultados. Las abreviaciones en esta Tabla 15 tienen el siguiente significado:
• “% en peso Mono” es el % en peso de monómeros monofuncionales con respecto al peso total de la composición polimerizable,
• % en peso V es el % en peso de oxazolidinona de vinilmetilo (V) con respecto al peso total de la tinta de inyección curable por radiación UV,
• % en peso H es el % en peso de acrilato heterocíclico no aromático (H) en el que los uno o más heteroátomos son un átomo de oxígeno y está basado en el peso total de la tinta de inyección curable por radiación UV,
• % en peso A L es el % en peso de acrilato aromático y acrilato alicíclico con respecto al peso total de la tinta de inyección curable por radiación UV, y
• proporción R es la proporción en peso R come definida anteriormente y en las reivindicaciones.
Tabla 11
Debería resultar evidente por la Tabla 11 que sólo con las tintas de inyección de la invención Y-39 a Y-53 se obtuvo una buena o excelente adhesión en la lona.
EJEMPLO 2
Este ejemplo ilustra las propiedades de flexión y adhesión mejoradas de una tinta de inyección curables por radiación UV de color blanco que contiene un pigmento inorgánico.
Dispersión concentrada de pigmento blanco CPW
Se preparó una dispersión concentrada de pigmento blanco CPW que tiene una composición según la Tabla 12.
Tabla 12
La dispersión concentrada de pigmento blanco CPW se preparó mezclando los ingredientes de la Tabla 12 durante 30 minutos en un recipiente equipado de un dispersador DISPERLUX™ (de DISPERLUX S.A.R.L., Luxemburgo). A continuación se molió esta mezcla en un molino en Molino DYNOTM-MILL ECM Poly de la empresa WAB Willy A. Bachofen (Suiza) usando perlas de óxido de circonio estabilizadas con itrio de 0,40 mm de diámetro. El molino de perlas estuvo lleno en un 42% de las perlas de trituración y funcionó en modo de recirculación durante un tiempo de residencia de 10 minutos aplicando una velocidad a las puntas de los discos agitadores(tip speed)de 15 m/s. La cámara de molienda se refrigeró por agua durante la operación. Se vio que el tamaño de partícula medio de las partículas de pigmento en la dispersión de pigmento concentrada CPW era de 244 nm.
Preparación de tintas de inyección blancas
Las tintas de inyección comparativas W-1 a W-13 y las tintas de inyección de la invención W-14 a W-18 se prepararon utilizando la dispersión de pigmento concentrada CPW y mezclándola con los componentes indicados en la Tabla 13 y la Tabla 14. Los porcentajes en peso (% en peso) están basados en el peso total de la tinta de inyección.
Tabla 13
Tabla 14
Evaluación y resultados
La viscosidad de cada tinta de inyección blanca se determinó a 450C y se encontró en el rango de 5 a 10 mPa.s. Utilizando una impresora de inyección Anapurna™ H2050i LED equipada de un sistema de curado LED UV, cada tinta de inyección blanca se imprimió en una lona azul de tipo CLASSIC - B6000 de SIOEN INDUSTRIES en escalas con una cobertura de tinta de 10% a 100% a 720 x 1440 dpi.
Las muestras de lona impresas se sometieron a ensayo para ver su capacidad de flexión. Todas las tintas de inyección obtuvieron una puntuación de “Pasa (OK)”, lo que significa que el parche de lona impreso era capaz de aguantar 100.000 flexiones.
La adhesión se determinó para cada tinta de inyección en la lona impresa. En la Tabla 15 se muestran los resultados. Las abreviaciones en esta Tabla 15 tienen el siguiente significado:
• “% en peso Mono” es el % en peso de monómeros monofuncionales con respecto al peso total de la composición polimerizable,
• % en peso V es el % en peso de oxazolidinona de vinilmetilo (V) con respecto al peso total de la tinta de inyección curable por radiación UV,
• % en peso H es el % en peso de acrilato heterocíclico (H) que es un acrilato cíclico no aromático en el que los uno o más heteroátomos son un átomo de oxígeno y está basado en el peso total de la tinta de inyección curable por radiación UV,
• % en peso A L es el % en peso de acrilato aromático y acrilato alicíclico con respecto al peso total de la tinta de inyección curable por radiación UV, y
• proporción R es la proporción en peso R come definida anteriormente y en las reivindicaciones.
Tabla 15
Sólo las tintas de inyección de la invención W-14 a W-18 en la Tabla 15 presentan una adhesión mejorada.
EJEMPLO 3
Este ejemplo ilustra un conjunto de tintas de inyección según la invención.
Preparación de dispersiones de pigmento concentradas
Dispersión de pigmento cian CPC
Se preparó una dispersión concentrada de pigmento cian mezclando los componentes según la Tabla 16 durante 30 minutos mediante un dispersador DISPERLUX™ de DISPERLUX S.A.R.L., Luxemburgo. A continuación se conectó el recipiente a un molino de tipo DYNOMILL™ ECM Poly de Bachofen que tenía un volumen interno de 8,2 l relleno en un 42% con perlas de zirconia estabilizada con itrio de 0,4 mm. La mezcla se hizo circular sobre el molino a una tasa de flujo de alrededor de 8 l/min. durante un tiempo de residencia de 38 minutos. Tras la molienda, se separó la dispersión de las perlas utilizando un filtro de 1 pm.
Tabla 16
Dispersión de pigmento magenta CPM
Se preparó una dispersión mezclando los componentes según la Tabla 17 durante 30 minutos utilizando un dispersador DISPERLUX™ de DISPERLUX S.A.R.L., Luxemburgo. A continuación se molió la dispersión utilizando un molino Bachofen DYNOMILL ECM relleno en un 42% con perlas de zirconia estabilizada con itrio de 0,4 mm (“high wear resistant zirconia grinding media” de TOSOH Co.). La mezcla se hizo circular sobre el molino durante un tiempo de residencia de 55 minutos. Tras la molienda, se descargó la dispersión de pigmento concentrada en un recipiente a través de un filtro de 1 pm.
Tabla 17
Dispersión de pigmento negra CPK
Se preparó una dispersión concentrada de pigmento CPK mezclando los componentes según la Tabla 18 durante 30 minutos mediante un dispersador DISPERLu X™ de DISPERLUX S.A.R.L., Luxemburgo. A continuación se conectó el recipiente a un molino de tipo DYNOMILL™ ECM Poly de Bachofen que tenía un volumen interno de 8,2 l relleno en un 42% con perlas de zirconia estabilizada con itrio de 0,4 mm. La mezcla se hizo circular sobre el molino a una tasa de flujo de alrededor de 8 l/min. durante un tiempo de residencia de 48 minutos. Tras la molienda, se separó la dispersión de las perlas utilizando un filtro de 1 pm.
Tabla 18
Dispersión de pigmento blanca CPW2
Se preparó una dispersión concentrada de pigmento blanco CPW2 que tiene la composición según la Tabla 19.
Tabla 19
La dispersión concentrada de pigmento blanco CPW2 se preparó mezclando los ingredientes de la Tabla 19 durante 30 minutos en un recipiente equipado de un dispersador DiSPERLUX™ (de DISPERLUX S.A.R.L., Luxemburgo). A continuación se molió esta mezcla en un molino en Molino DYNOTM-MILL ECM Poly de la empresa WAB Willy A. Bachofen (Suiza) usando perlas de óxido de circonio estabilizadas con itrio de 0,40 mm de diámetro. El molino de perlas estuvo lleno en un 42% de las perlas de trituración y funcionó en modo de recirculación durante un tiempo de residencia de 10 minutos aplicando una velocidad a las puntas de los discos agitadores(tip speed)de 15 m/s. La cámara de molienda se refrigeró por agua durante la operación. Se vio que el tamaño de partícula medio de las partículas de pigmento en la dispersión de pigmento concentrada CPW era de 244 nm.
Preparación del conjunto de tintas de inyección
Las dispersiones de pigmento concentradas CPC, CPM, CPY (del EJEMPLO 1), CPK y CPW2 se utilizaron para preparar las tintas de inyección cian, magenta, amarilla, negra y blanca, respectivamente, mezclándolas con los componentes indicados en la Tabla 20. Los porcentajes en peso (% en peso) están basados en el peso total de la tinta de inyección.
Tabla 20
Evaluación y resultados
Se imprimió una imagen fotográfica multicolor y una imagen de escalas del 10% al 100% a 720 x 1440 dpi en una lona azul de tipo CLASSIC - B6000 de SIOEN INDUSTRIES utilizando una impresora de inyección Anapurna™ H3200i LED equipado de un sistema de curado LED UV.
Las muestras de lona impresas se sometieron a ensayo para ver su capacidad de flexión. Todas las tintas de inyección obtuvieron una puntuación de “Pasa (OK)”.
Claims (15)
1. Tinta de inyección curable por radiación UV para la impresión por inyección de tinta en lonas que incluye un pigmento, un fotoiniciador de radicales libres y una composición polimerizable que contiene más del 90,0% en peso de compuestos polimerizables monofuncionales con respecto al peso total de la composición polimerizable, en la que los compuestos polimerizables monofuncionales incluyen:
- más del 5,0% en peso de una oxazolidinona de N-vinilo (V),
- más del 12,0% en peso de un acrilato heterocíclico (H) que es un acrilato cíclico no aromático en el que los uno o más heteroátomos son un átomo de oxígeno, y
- más del 23,0% en peso de una mezcla de un acrilato aromático (A) y un acrilato alicíclico (L),
en el que el % en peso de los compuestos polimerizables monofuncionales está basado en el peso total de la tinta de inyección curable por radiación UV, y
en el que una proporción en peso R = (H A) / (V L) no supera los 2,0.
2. Tinta de inyección curable por radiación UV según la reivindicación 1, en el que la oxazolidinona de N-vinilo es N-vinil-5-metil-2-oxazolidinona.
3. Tinta de inyección curable por radiación UV según la reivindicación 1 o 2, en el que el acrilato heterocíclico incluye un compuesto polimerizable que se selecciona del grupo que consta de acrilato de tetrahidrofurfurilo, acrilato de tetrahidrofurfurilo modificado con caprolactona, acrilato formal de trimetilolpropano cíclico, acrilato de (2-etil-2-metil-1,3-dioxolan-4-il)-metilo, acrilato de (2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il)-metilo, acrilato de ciclohexanospiro-2-(1,3-dioxolan-4-il))-metilo y acrilato de (3-etiloxetan-3-il)-metilo.
4. Tinta de inyección curable por radiación UV según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el acrilato aromático incluye un compuesto polimerizable que se selecciona del grupo que consta de acrilato de bencilo, acrilato de 2-fenoxietilo, acrilato de 2-hidroxi-3-fenoxipropilo, acrilato de fenoxipolietilenglicol, acrilato de nonilfenol etoxilado (4) y acrilato de fenol etoxilado (4).
5. Tinta de inyección curable por radiación UV según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el acrilato alicíclico incluye un compuesto polimerizable que se selecciona del grupo que consta de acrilato de 3,3,5-trimetilciclohexilo, acrilato de isobornilo, acrilato de 4-t.butilciclohexilo, acrilato de diciclopentenilo y acrilato de diciclopenteniloxietilo, acrilato de ciclohexilo, monoacrilato de 1,4-ciclohexanodimetanol y ácido prop-2-enoico de éster (octahidro-4,7-metano-1 H-inden-1 -il)-metílico.
6. Tinta de inyección curable por radiación UV según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la composición polimerizable contiene al menos un 92,0% en peso de compuestos polimerizables monofuncionales.
7. Tinta de inyección curable por radiación UV según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el fotoiniciador de radicales libres incluye al menos un 4% en peso de un iniciador de óxido de acilfosfina con respecto al peso total de la tinta de inyección curable por radiación UV.
8. Tinta de inyección curable por radiación UV según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el pigmento es un pigmento de color orgánico o un pigmento de negro de carbón.
9. Tinta de inyección curable por radiación UV según la reivindicación 8, en el que el pigmento de color orgánico se selecciona del grupo que consta de C.I. Pigment Yellow 83, C.I. Pigment Yellow 97, C.I. Pigment Yellow 110, C.I. Pigment Yellow 120, C.I. Pigment Yellow 150, C.I. Pigment Yellow 151, C.I. Pigment Yellow 154, C.I. Pigment Yellow 155, C.I. Pigment Yellow 175, C.I. Pigment Yellow 180, C.I. Pigment Yellow 181, C.I. Pigment Yellow 194, C.I. Pigment Yellow 213, C.I. Pigment Yellow 214, un pigmento de 6-ftalocianina de cobre, un pigmento de quinacridona, un pigmento de dicetopirrolopirrol y cristales mixtos de los mismos.
10. Tinta de inyección curable por radiación UV según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la tinta de inyección curable por radiación UV contiene dióxido de titanio.
11. Tinta de inyección curable por radiación UV según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10. en el que la tinta de inyección curable por radiación UV contiene más del 50,0% en peso de oxazolidinona de N-vinilo (V), acrilato heterocíclico (H) que es un acrilato cíclico no aromático en el que los uno o más heteroátomos son un átomo de oxígeno, acrilato aromático (A) y acrilato alicíclico (L) con respecto al peso total de la tinta de inyección.
12. Conjunto de tintas de inyección curables por radiación UV que contiene una pluralidad de tintas de inyección según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.
13. Lona que lleva encima una capa curada de una o más tintas de inyección según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.
14. Procedimiento de impresión por inyección de tinta que incluye las etapas de:
a) aplicar por chorro una tinta de inyección curable por radiación UV según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 en un sustrato, y
b) curar por radiación UV la tinta de inyección curable por radiación UV en el sustrato mediante diodos LED UV que tienen una longitud de onda de emisión entre 360 y 400 nm.
15. Procedimiento de impresión por inyección de tinta según la reivindicación 14, en el que el sustrato es una lona, preferiblemente una lona de vinilo.
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