ES2240810T3 - Material de registro para el procedimiento de impresion por chorros de tinta. - Google Patents
Material de registro para el procedimiento de impresion por chorros de tinta.Info
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Abstract
Material de registro para el procedimiento de impresión por chorros de tinta, con un substrato y con una capa receptora de tinta que se ha aplicado sobre por lo menos una cara del substrato, conteniendo la capa receptora de tinta un pigmento inorgánico y un agente para la fijación de la tinta, que comprende por lo memos dos sustancias, de las cuales la primera sustancia es una polietilamino-epiclorhidrina y la segunda sustancia es una sal de un metal plurivalente, caracterizado porque u la primera sustancia es un producto ramificado de condensación de una poliamina y epiclorhidrina, de peso molecular intermedio, u la relación de la primera sustancia a la segunda sustancia está situada entre 3 : 1 y 16 : 1, u el pigmento se presenta en por lo menos un 80 % en peso con un tamaño de partículas D50 (según Malvern) en un intervalo de desde 4 µm inclusive hasta de 12 µm inclusive, y u la relación entre el agente para la fijación de la tinta y el pigmento está situada en un intervalo de desde 1 :2 inclusive hasta de 1 : 6 inclusive, referida a los tantos por ciento en peso del pigmento y del agente para la fijación de la tinta en la capa receptora de tinta.
Description
Material de registro para el procedimiento de
impresión por chorros de tinta.
El invento se refiere a un material de registro
para el procedimiento de impresión por chorros de tinta de acuerdo
con la reivindicación 1, con un substrato y con una capa receptora
de tinta, que se ha aplicado sobre por lo menos una cara del
substrato, conteniendo la capa receptora de tinta un pigmento
inorgánico y un agente para la fijación de la tinta, que comprende
por lo menos dos sustancias, de las que la primera sustancia es una
polietilamino-epiclorhidrina y la segunda sustancia
es una sal de un metal plurivalente. El invento se refiere además a
un procedimiento que usa el nuevo material de registro para el
registro de acuerdo con el procedimiento discontinuo de impresión
por chorros de tinta.
Los productos de reacción preparados sobre la
base de compuestos amínicos y epihalohidrinas son conocidos como
agentes auxiliares para las capas receptoras de tinta de materiales
de registro por chorros de tinta.
Con el fin de mejorar la estabilidad frente al
agua de las imágenes impresas producidas mediante impresoras de
chorros de tinta, que deben de distinguirse por una sobresaliente
calidad de impresión, por ejemplo el documento de solicitud de
patente japonesa JP-A-11.277.888
propone un agente auxiliar con una resina catiónica lineal, que se
ha formado como producto de reacción de un componente amínico, que
contiene una amina secundaria, con otro componente amínico, que
contiene por lo menos dos grupos amino y una epihalohidrina.
Asimismo, es contenido del documento
JP-A-11.277,887 un agente auxiliar
que aumenta la estabilidad frente al agua, con una fórmula
estructural modificada con respecto al documento precedentemente
discutido y con un efecto comparable, que sin embargo ha sido
ampliado de acuerdo con el texto de la descripción por la reducción
de la denominada exudación de la tinta (en inglés "ink
bleeding") en el caso de las imágenes impresas producidas
mediante impresoras de chorros de tinta. En ambos documentos
discutidos precedentemente se indica que la viscosidad de la
solución acuosa al 20%, que contiene en cada caso el agente auxiliar
propuesto, es de 50 a 500 mPa*s (del tipo B; a 30ºC).
Es misión del documento
JP-A-10.152.544 poner a disposición
un papel para registro por chorros de tinta, que en el caso de las
imágenes impresas producidas con tintas acuosas permita solamente
una insignificante "exudación de la tinta" y además de ello
haga posible una alta concentración de color y una sobresaliente
estabilidad frente al agua de las imágenes impresas. El problema
planteado por esta misión se debe de resolver mediante una adición a
la masa de revestimiento en forma de una resina catiónica
ramificada, que se presenta como un producto de reacción de amoníaco
con por lo menos una amina, preferentemente primaria, secundaria o
terciaria, y una epihalohidrina. Como amina se prefieren además una
polialquilen-poliamina así como una
alcanol-amina. La viscosidad de la solución acuosa
al 10% de esta resina catiónica es de 1 a 30 mPa*s, medida de
acuerdo con Brookfield (con 60 rpm / a 25ºC).
Con la meta de presentar un procedimiento de
producción para papeles de registro por chorros de tinta, sobre los
cuales las gotitas coloreadas de tintas acuosas se corran solamente
de una manera escasa y sobre los cuales se hagan posibles unas
imágenes impresas con una alta densidad de colore y una
sobresaliente resistencia al agua, el documento
JP-A-09.240.139 propone la
aplicación de una resina catiónica ramificada, que está formada como
un producto de reacción de una
polialquilen-poliamina con una epihalohidrina y
eventualmente además con un componente amínico alifático. Se indica
que la viscosidad de una solución acuosa al 10% que contiene la
resina catiónica propuesta es de 30 mPa*s, medida de acuerdo con
Brookfield (con 60 rpm / a 25ºC).
De los documentos antes discutidos se ha de
deducir como enseñanza el recurso de escoger las resinas catiónicas,
que se han de usar como agente auxiliar, de una manera apropiada en
una forma lineal de peso molecular intermedio o en una forma
ramificada de peso molecular bajo. Por el contrario, de estos
documentos no se pueden deducir ni menciones acerca de posibles
relaciones cuantitativas de las resinas catiónicas a los pigmentos
presentes en las capas receptoras de tinta, ni tampoco del hecho de
que es ventajoso vincular las resinas catiónicas usadas como agentes
auxiliares con sales metálicas, con el fin de obtener propiedades
mejoradas para los materiales de registro que se han de utilizar en
el procedimiento de impresión por chorros de tinta.
A partir del documento
JP-A-09.099.630 se conoce, como
agente para la fijación de la tinta en la capa receptora de tinta de
un material de registro por chorros de tinta, una
poliamido-poliamino-epiclorhidrina,
cuya estructura más exacta no se divulga, ni tampoco su peso
molecular. Como pigmento se propone un dióxido de silicio amorfo,
cuyo tama-
ño de partículas se indica solamente de un modo muy general como situado en promedio en un intervalo de 6-13 \mum.
ño de partículas se indica solamente de un modo muy general como situado en promedio en un intervalo de 6-13 \mum.
De un modo correspondiente al documento de
solicitud de patente europea
EP-A-0.914.962, se deben de
conseguir la sobresaliente propiedad de registro por chorros de
tinta y la superior aptitud para la impresión (imprimibilidad) por
el procedimiento offset de un material de registro con su superficie
especialmente bien unida, que además de ello se ha de distinguir por
una alta estabilidad frente al agua. De acuerdo con las
informaciones de este documento, el problema planteado por esta
misión se resuelve con una resina catiónica lineal en la capa
receptora de tinta, mencionándose como ejemplos de esta resina
catiónica, entre otros, ciertos productos de policondensación de
dimetilamina y epiclorhidrina. Junto a la resina catiónica, la capa
receptora de tinta contiene además agentes aglutinantes y
eventualmente pigmentos. Del documento no se puede deducir en tal
caso ninguna mención a propiedades ventajosas de los pigmentos en la
capa receptora de tinta. Tampoco divulga este documento en su
memoria descriptiva ninguna enseñanza acerca de la relación de
mezclamiento del agente para la fijación de la tinta al pigmento. A
modo de ejemplo se divulga una relación de
1 : 10, mientras que otros Ejemplos divulgan capas receptoras de tinta exentas de pigmentos.
1 : 10, mientras que otros Ejemplos divulgan capas receptoras de tinta exentas de pigmentos.
Finalmente, el documento
EP-A-0.602.326 divulga una sal
cuaternaria de un aducto lineal de dimetilamina y epiclorhidrina con
un grado de polimerización situado entre 2 y 2.000, como agente para
la fijación de la tinta en la capa de registro de un papel para el
registro por chorros de tinta. En combinación con un copolímero de
(met)acrilamida y dialil-amina se deben
evitar, junto a un aumento de la capacidad de fijación de la tinta,
desviaciones de los colores de las imágenes impresas aplicadas. Si
es que se emplean de algún modo en las capas de registro allí
divulgadas, como pigmentos inorgánicos y orgánicos apropiados entran
en consideración aquellos cuyo tamaño de partículas está situado por
debajo de 4 \mum. En el documento no se encuentra ninguna mención
acerca de la combinación ventajosa del aducto de dimetilamina y
epiclorhidrina con sales de metales plurivalentes como agentes para
la fijación de la
tinta.
tinta.
También es conocido el empleo de sales de metales
bivalentes o de mayor valencia en la capa de registro de materiales
de registro por chorros de tinta, y éste se propone en los
documentos de solicitudes de patente alemanas
DE-A-25.33.957 y
DE-A-24.01.866 por ejemplo sin
ninguna combinación con otros agentes mejoradores de la fijación de
la tinta. Fundamentalmente, sin embargo, el empleo a solas o
predominante de sales metálicas como agentes para la fijación de la
tinta en capas de registro por chorros de tinta, tiene la desventaja
de que apenas se consigue una reproducción fiel en cuanto a los
colores de las imágenes impresas con tinta que se han aplicado.
A partir del documento
EP-A-1.016.545 se conoce un material
de registro para la impresión por chorros de tinta, en el que
mediante una mezcla de agentes aglutinantes para la capa receptora
de imágenes, que contiene en una determinada relación un
polietilen-glicol y un poli(alcohol
vinílico), se deben de conseguir un brillo mate, y una absorción de
la tinta, una calidad de imagen, una resistencia al agua, una
estabilidad frente a la luz y una transferencia del color así como
una resistencia frente al corrimiento de la tinta (en inglés:
ink-bleeding) más altas.
La capa receptora de imágenes puede contener
sales de metales plurivalentes y un material seleccionado entre el
conjunto formado por compuestos de amonio cuaternarios poliméricos o
por polímeros de base tales como por ejemplo poli-(metacrilatos de
(dimetilaminoetilo)), polialquilen-poliaminas, así
como sus productos de condensación con diciandiamidas y
policondensados de aminas y epiclorhidrina. La estructura y el peso
molecular de estos compuestos no se divulgan. La capa receptora de
imágenes contiene, para la densificación de estructuras porosas
abiertas, ciertos óxidos coloidales tales como p.ej. dióxido de
silicio coloidal o dióxido de silicio modificado con óxido de
aluminio, sin que se divulguen relaciones cuantitativas
ventajosas.
El documento de patente alemana DE 34.33.528 C2
propone finalmente un material de registro para la impresión por
chorros de tinta, con un soporte que contiene, por lo menos en la
zona superficial, una sal metálica soluble en agua de un metal con
una valencia iónica de 2 a 4 y un material orgánico catiónico,
seleccionado entre sales de alquil-aminas, sales
cuaternarias de amonio, poliaminas y látices de carácter básico,
seleccionados entre el conjunto formado por los látices de
poliaminas y los látices de alquil-amonio. Como
ejemplo de las poliaminas, se menciona, entre otras, una
polietilamino-epiclorhidrina, no pudiéndose deducir
del documento sin embargo menciones más detalladas ni acerca de sus
representantes especialmente apropiados ni acerca de formas
especiales de ejecución de representantes especiales de una
polietilamino-epiclorhidrina. Tampoco se puede
deducir del documento ninguna enseñanza acerca de ventajosas
propiedades de los pigmentos que se han de emplear, tales como por
ejemplo en lo que se refiere al tamaño de partículas.
Durante mucho tiempo, las tintas de registro
sobre la base de pigmentos apenas se utilizaron en lugar de tintas
sobre la base de colorantes orgánicos, en particular de colorantes
azoicos de carácter ácido. Resulta problemático en el caso de este
tipo de tintas de registro la pequeña estabilidad frente a la luz de
los colorantes orgánicos, vinculada con el problema de las imágenes
impresas que se empalidecen y se descoloran, el cual hasta ahora se
podía resolver solamente de una manera insatisfactoria mediante
agentes absorbentes de rayos UV (ultravioletas) en las tintas de
registro y mediante agentes estabilizadores del color en los
materiales de registro por chorros de tinta.
Las tintas de registro sobre la base de
pigmentos, que se están empleando entretanto con mayor frecuencia,
son esencialmente más estables frente a la luz que las tintas
precedentemente discutidas sobre la base de colorantes orgánicos,
pero en las tintas de registro sobre la base de pigmentos subsiste
el problema de la "exudación de la tinta", por cuyo concepto ha
de entenderse el corrimiento unos en otros de los dibujos impresos
coloreados de manera diversa, que colindan directamente entre ellos,
directamente después del proceso de impresión. El material de
registro conforme al invento se ha desarrollado para el empleo con
tintas de registro sobre la base de pigmentos y reduce el problema
de la "exudación de la tinta" de una manera significativa.
En el caso de la impresión por chorros de tinta
se establece diferencia fundamentalmente entre dos diferentes
procedimientos de generación de las gotitas.
El procedimiento continuo prevé un chorro de
tinta expulsado bajo presión desde una boquilla, que por causa de la
tensión superficial se disocia a una pequeña distancia desde la
boquilla en gotitas muy pequeñas. Las gotitas se cargan
eléctricamente y a continuación, dependiendo de la imagen impresa
que se ha de producir, son desviadas por el campo eléctrico de
placas desviadoras activadas electrónicamente o bien dentro de un
recipiente colector, o son colocadas sobre el material de
registro.
En el procedimiento discontinuo, denominado en
inglés de
"drop-on-demand" es
decir "de gotas a demanda", las gotitas de tinta son
producidas y expulsadas desde una boquilla, dependiendo de la imagen
impresa que se ha de producir, solamente cuando sobre el material de
registro se tenga que producir un punto de imagen. Uno de los tipos
de impresoras "de gotas a demanda" usa en tal caso el efecto
piezoeléctrico, en el cual un elemento piezoeléctrico activado
eléctricamente separa una gotita de tinta desde el depósito para la
tinta de registro y expulsa esta gotita hacia fuera desde una
boquilla. Al contrario de esto, las impresoras de "chorros de
burbujas" (del inglés bubble jet) usan un elemento
calefactor activado eléctricamente, que deja formarse cantidades
pequeñísimas de una tinta acuosa en una burbuja de vapor. La presión
de vapor resultante expulsa a la gotita.
El invento se refiere a los materiales de
registro que se utilizan en ambos procedimientos discontinuos.
Es misión del presente invento poner a
disposición un material de registro, barato desde puntos de vista
económicos, para el procedimiento de impresión por chorros de tinta,
que sea especialmente apropiado para ser impreso en un procedimiento
discontinuo con tintas de registro sobre la base de pigmentos. En
tal caso, el nuevo material de registro debe garantizar una
sobresaliente fijación de las tintas aplicadas y reducir de esta
manera la denominada "exudación de la tinta". Con la
orientación del nuevo material de registro hacia tintas pigmentadas,
se debe hacer posible una alta estabilidad frente a la luz de las
imágenes impresas aplicadas.
Puesto que las tintas pigmentadas se emplean
predominantemente en la impresión de carteles, y los carteles así
proporcionados están sometidos, por ejemplo como láminas de anuncio,
a la irradiación directa de la luz solar, preferiblemente ha de
ponerse a disposición un nuevo material de registro, que se distinga
por una gran estabilidad frente a cualquier tendencia al
amarilleamiento. En la misma medida, el material de registro debe
asegurar por lo menos una resistencia aceptable frente al restriegue
en húmedo de las imágenes impresas aplicadas.
Apartándose de las enseñanzas divulgadas hasta
ahora en este sector técnico, los autores del invento reconocieron,
como resultado de numerosos experimentos de producción y de
comparación, que el problema planteado por esta misión se resuelve
por medio de un material de registro para el procedimiento de
impresión por chorros de tinta, con un substrato y con una capa
receptora de tinta, que se ha aplicado sobre por lo menos una cara
del substrato, conteniendo la capa receptora de tinta un pigmento
inorgánico y un agente para la fijación de la tinta, que comprende
por lo menos dos sustancias, de las cuales la primera sustancia es
una polietilamino-epiclorhidrina y la segunda
sustancia es una sal de un metal plurivalente,
- \bullet
- siendo la primera sustancia un producto ramificado de condensación de una poliamina y epiclorhidrina, con un peso molecular intermedio,
- \bullet
- estando situada la relación de la primera sustancia a la segunda sustancia entre 3 : 1 y 16 : 1,
- \bullet
- presentándose el pigmento en por lo menos un 80% en peso con un tamaño de partículas D_{50} (según Malvern) en un intervalo de desde 4 \mum inclusive hasta de 12 \mum inclusive y
- \bullet
- estando situada la relación del agente para la fijación de la tinta al pigmento en un intervalo de desde 1 : 2 inclusive hasta de 1 : 6 inclusive.
En el sentido de este invento, el producto de
condensación de una poliamina y epiclorhidrina se considera como de
peso molecular intermedio, si es que tiene en forma de una solución
acuosa al 10% una viscosidad situada en un intervalo de 15 mPa*s a
50 mPa*s. La viscosidad antes mencionada se determina en tal caso de
acuerdo con Brookfield (husillo 1 con 100 rpm y a 25ºC).
Es fundamento del invento la elección del
producto de condensación de una poliamina y epiclorhidrina como
primera sustancia del agente para la fijación de la tinta, que
comprende por lo menos dos sustancias. Es esencial para el invento
el hecho de que el producto de condensación de una poliamina y
epiclorhidrina se presente en una forma ramificada de peso molecular
intermedio. Otros modos de realización del producto de condensación
de una poliamina y epiclorhidrina se manifiestan como inapropiados
por diferentes razones; así, por ejemplo, se ha de prescindir de la
utilización de un producto no ramificado de condensación de una
poliamina y epiclorhidrina de bajo peso molecular, puesto que los
materiales de registro que contienen tal producto tienen una
formación demasiado grande de olor, debido a la amina libre.
Como segunda sustancia, el agente para la
fijación de la tinta debe comprender una sal de un metal
plurivalente, para que se haga posible una resolución del problema
que constituye el fundamento de este invento.
Mediante unas comparaciones, llevadas a cabo
dentro del marco de extensas series de ensayos, los autores del
invento reconocieron que solamente en el caso de una relación (en
estado absolutamente seco = atro del alemán absolut
trocken) de la primera sustancia a la segunda sustancia,
comprendida entre 3 : 1 y 16 : 1, aparece una buena fijación de la
tinta con un comportamiento minimizado de "exudación de la
tinta", simultáneamente con una aceptable resistencia al
restriegue en húmedo. Como intervalo preferido se considera una
relación (atro) de la primera sustancia a la segunda sustancia
comprendida entre 6 : 1 y 14 : 1 con una sobresaliente fijación de
la tinta y un comportamiento grandemente minimizado de "exudación
de la tinta" al mismo tiempo que una resistencia al restriegue en
húmedo que es especialmente convincente.
Como segunda sustancia del agente para la
fijación de la tinta se recomiendan en tal caso en particular
cloruro de magnesio, cloruro de aluminio y, de modo muy
especialmente preferido, cloruro de calcio, como representantes de
las sales de metales plurivalentes.
La relación conforme al invento del agente para
la fijación de la tinta al pigmento está situada en un intervalo de
1 : 2 a 1 : 6 - referida a los tantos por ciento en peso del
pigmento y del agente para la fijación de la tinta en la capa
receptora de tinta. Se está restringido, por una parte, por una
resistencia al restriegue en húmedo que disminuye de una manera
acrecentada, que ya no se puede aceptar en el caso de mayores
cantidades del agente para la fijación de la tinta, situadas al otro
lado del intervalo, de la relación del agente para la fijación de la
tinta al pigmento de 1 : 2 y, por otra parte, por un comportamiento
de "exudación de la tinta" que se vuelve cada vez peor, que se
ha de rechazar como ya no convincente en el caso de menores
cantidades del agente para la fijación de la tinta, situadas al otro
lado del intervalo, de una relación del agente para la fijación de
la tinta al pigmento de 1 : 6.
Correspondientemente a los resultados de las
series de ensayos que constituyeron el fundamento de este invento,
los autores del invento reconocieron que se presentan unas
propiedades especialmente buenas del nuevo material de registro,
cuando la relación del agente para la fijación de la tinta al
pigmento está situada en un intervalo de 1 : 3 inclusive hasta de 1
: 5,5 inclusive - referida a los tantos por ciento en peso del
pigmento y del agente para la fijación de la tinta en la capa
receptora de tinta -, refiriéndose de nuevo los tantos por ciento en
peso a todos los agentes para la fijación de la tinta y
respectivamente pigmentos, que se han incorporado en la capa
receptora de tinta.
Resultó totalmente sorprendente para los autores
del invento el hecho de que la misión que constituye el fundamento
de este invento se puede resolver de un modo total y convincente
solamente cuando, simultáneamente con las características
precedentemente expuestas, el pigmento inorgánico se presenta en una
proporción de por lo menos 80% en peso con un tamaño de partículas
situado en un intervalo de desde 4 \mum inclusive hasta 12 \mum
inclusive y de modo especialmente ventajoso de desde 5 \mum hasta
12 \mum inclusive, determinado como valor de D_{50} (según
Malvern - es decir, que la determinación se efectúa de acuerdo los
datos del fabricante del pigmento mediando utilización del método de
acuerdo con Malvern). Se considera en tal caso como especialmente
preferido un intervalo comprendido entre 6 y 12 \mum, determinado
como valor de D_{50} (según Malvern).
En investigaciones comparativas se puso de
manifiesto que en el caso del empleo, a solas o exclusivamente
combinado con una sal de un metal plurivalente, de un
poli(cloruro de
dialil-dimetil-amonio) (=
poli-DADMAC) como agente para la fijación de la
tinta, es significativamente peor el comportamiento de "exudación
de la tinta". El empleo de una
poli(etilen-imina) o de
poli(diciandiamidas) se prohíbe a causa de una tendencia
aumentada al amarilleamiento de los materiales de registro, que
presentan estos polímeros catiónicos.
Conforme al invento, el agente para la fijación
de la tinta del material de registro conforme al invento consiste
solamente en el producto de condensación de una poliamina y
epiclorhidrina, que se ha de emplear como primera sustancia, y en la
segunda sustancia que consiste en una sal de metal plurivalente.
Junto a esto, el agente para la fijación de la tinta puede contener,
sin embargo, uno o varios otros compuestos usuales para la fijación
de la tinta, tales como por ejemplo un poli(cloruro de
dialil-dimetil-amonio),
poli(acril-amidas) catiónicas,
poli(acrilatos) catiónicos,
poli-(vinil-aminas), una
poli(etilen-imina) y
poli(diciandiamidas), o también un producto no ramificado de
condensación de una poliamina y epiclorhidrina de bajo peso
molecular, siempre y cuando que éstos se presenten en una proporción
que no pase por encima de un 30% en peso, en particular de un 10% en
peso, referida a la cantidad total del agente para la fijación de la
tinta.
Se ha manifestado como ventajoso que la
proporción total del agente para la fijación de la tinta en la capa
receptora de tinta se encuentre situada de modo preferido en un
intervalo comprendido entre 5 y 20% en peso, pudiéndose escoger esta
proporción total en el caso de la aplicación de capas receptoras de
tinta con una masa referida a la unidad de superficie situada dentro
del intervalo anterior con tendencia más bien hacia el límite
inferior.
La porción de pigmento de la capa receptora de
tinta del material de registro conforme al invento se presenta
preferiblemente en un intervalo comprendido entre 30 y 70% en peso.
En tal caso, se han acreditado especialmente bien el hidróxido de
aluminio así como un gel de sílice (de ácido silícico) y un ácido
silícico de precipitación. Los tres pigmentos mencionados en último
término pueden ser estructurados en cada caso tanto de un modo
modificado con aluminio o con óxido de aluminio, como también sin
modificar.
Los pigmentos inorgánicos precedentemente
mencionados pueden constituir, en cada caso por sí solos o en
combinación entre ellos y/o en combinación con otros pigmentos
inorgánicos, la porción de pigmento de la capa receptora de tinta
del material de registro conforme al invento.
La capa receptora de tinta del material de
registro conforme al invento comprende de modo preferido una
proporción de agente aglutinante y de agente aglutinante
concomitante comprendida en un intervalo de 10 a 55% en peso. Se han
acreditado de modo especial en tal caso dispersiones acuosas de
polímeros de etileno y acetato de vinilo, así como en particular
látices de estireno y butadieno, poliacrilatos así como soluciones
de un poli(alcohol vinílico) saponificado parcial o
totalmente, que se emplean a solas o también en combinación.
Junto a las sustancias constituyentes
precedentemente discutidas, la capa receptora de tinta del material
de registro conforme al invento puede contener otros componentes
adicionales, tales como por ejemplo una solución de hidróxido de
sodio, aclaradores ópticos y agentes antiespumantes, sin estar
limitado a éstos. Éstos se añaden según las necesidades y
constituyen hasta un 5% en peso de la capa receptora de tinta,
complementándose las proporciones individuales hasta 100% en
peso.
Con el fin de ajustarse de una manera convincente
a la gama de requisitos, la masa referida a la unidad de superficie
de la capa receptora de tinta no debería escogerse demasiado
pequeña, puesto que en caso contrario disminuye demasiado
grandemente la resistencia al restriegue en húmedo y de modo
exactamente igual se puede reducir la "exudación de la tinta"
en un grado demasiado pequeño. Hacia valores superiores, la masa
referida a la unidad de superficie de la capa receptora de tinta
está restringida en primer término desde puntos de vista
económicos.
En numerosos ensayos se manifestó como ventajoso
estructurar la capa receptora de tinta en dos estratos colocados uno
sobre otro, realizándose que un estrato inferior, de acuerdo con una
forma preferida de realización, está en vinculación con el substrato
o con una capa de una formulación de preparación aplicada sobre el
substrato, mientras que un estrato superior está aplicado sobre el
estrato inferior. Se pueden conseguir resultados especialmente
buenos, siempre y cuando que el primer estrato tenga una masa
referida a la unidad de superficie comprendida entre 4 y 12
g/m^{2}, de modo preferido entre 6 y 8 g/m^{2}, y el segundo
estrato tenga una masa referida a la unidad de superficie
comprendida entre 2 y 10 g/m^{2}, de modo preferido entre 4 y 6
g/m^{2}. Para los dos estratos, son válidas fundamentalmente las
mismas enseñanzas en lo que se refiere a la elección de los
componentes esenciales para el invento y a la relación de estos
componentes entre ellos, en particular también en sus formas de
realización preferidas. Los dos estratos tienen también los mismos
componentes auxiliares de modo correspondiente a las divulgaciones
que se pueden deducir de este documento.
Si la capa receptora de tinta está estructurada
solamente con un estrato, se recomienda una masa referida a la
unidad de superficie de esta capa entre 4 y 18 g/m^{2}, siendo
preferido especialmente un intervalo comprendido entre 5 y 10
g/m^{2} y de modo muy especial un intervalo entre 7 y 9
g/m^{2}.
Los contenidos de materiales sólidos y las
viscosidades de las masas de estucado para la estructuración de un
único estrato, o en una forma de realización preferida de dos
estratos, de la capa receptora de tinta que es esencial para el
invento, se adaptan al procedimiento de estucado que se ha de
utilizar.
Fundamentalmente, el invento no está restringido
en lo que se refiere a los dispositivos de estucado que se han de
utilizar para la aplicación de la capa receptora de tinta; de modo
especial se recomiendan procedimientos de estucado igualadores tal
como los que utilizan una rasqueta de rodillo o una cuchilla, así
como procedimientos de estucado de contornos, tales como los que
utilizan un dispositivo revestidor de boquillas o preferiblemente de
cortina y un cepillo neumático, sin estar restringidos a éstos.
Si la capa receptora de tinta se aplica en dos
estratos, es especialmente ventajoso aplicar el primer estrato con
un procedimiento de estucado igualador tal como uno que utiliza una
rasqueta de rodillo o una cuchilla, en una forma de realización
preferida en línea (en inglés on line) dentro de la máquina
papelera, y aplicar el segundo substrato con un procedimiento de
estucado de contornos, de modo preferido con un dispositivo
revestidor de cortina o un cepillo neumático, que pueden estar
integrados dentro de una máquina estucadora dispuesta por
separado.
Se prefiere que entre el substrato y el único
estrato, o bien en una forma de realización preferida el primer
estrato, de la capa receptora de tinta esté dispuesta por lo menos
una capa de una formulación de preparación, que tiene una masa
referida a la unidad de superficie situada preferiblemente en un
intervalo de 0,5 a 2 g/m^{2}. La capa de una formulación de
preparación puede estar estructurada como una sencilla capa aplicada
de almidón.
En una forma de realización especialmente
preferida, el material de registro conforme al invento comprende, en
la cara que está enfrentada a la cara con la capa receptora de
tinta, un revestimiento de cara trasera, que puede estar
estructurado como capa receptora de tinta, pero también como una
sencilla capa aplicada de almidón. Precisamente como capa aplicada
de almidón, éste sirve para garantizar un buen agarre, para que no
tenga que lamentarse ninguna dificultad de transporte en las
impresoras por chorros de tinta. También, con ayuda de una sencilla
capa aplicada de almidón se puede conseguir una aptitud mejorada
para la impresión, en particular en el procedimiento de impresión
offset. La capa aplicada de almidón, estructurada como revestimiento
de la cara trasera, tiene preferiblemente una masa referida a la
unidad de superficie situada en un intervalo de 0,1 a 2,0
g/m^{2}.
El invento comprende además un procedimiento para
el registro de acuerdo con el procedimiento discontinuo de impresión
por chorros de tinta, con una tinta de registro sobre la base de
pigmentos y con un material de registro conforme al invento, que
puede estar estructurado en una de las formas de realización
preferidas que se han descrito precedentemente. El nuevo
procedimiento prevé la impresión del material de registro conforme
al invento con impresoras "de gotas a demanda ", que usan o
bien el efecto piezoeléctrico, o que, como impresoras de "chorros
de burbujas", usan un elemento calefactor activado eléctricamente
para la expulsión de pequeñísimas gotitas de tinta.
Los datos, que se dan en la memoria descriptiva y
en las reivindicaciones de esta patente, acerca de la masa referida
a la unidad de superficie, del "% p" (% en peso), de las
"partes p" (partes en peso) y de las relaciones entre
componentes, se refieren, siempre que no se indique otra cosa
distinta, en cada caso al peso "atro", es decir a partes en
peso absolutamente secas. La abreviatura "lutro" representa el
término secado al aire (del alemán luft
trocken), y significa, siempre y cuando que se utilice,
que los componentes caracterizados con ella se describen en su forma
de suministro usual en el comercio.
Los siguientes Ejemplos y Ejemplos Comparativos
explican más ampliamente el invento:
En una máquina papelera de tela larga se produce
como substrato una banda continua de papel a base de sustancias
celulósicas de madera de frondosas y de madera de coníferas,
mediando adición de usuales sustancias aditivas en cantidades
usuales, con una masa referida a la unidad de superficie de 82
g/m^{2}. En la cara delantera, la banda continua de papel contiene
una formulación de preparación de almidón de 0,8 g/m^{2}, y en la
cara trasera se aplica una formulación de preparación de almidón de
0,4 g/m^{2}.
En un recipiente se introducen, referido en total
a 500 partes en peso (lutro), mediando constante agitación, los
siguientes componentes:
| *^{1}: \begin{minipage}[t]{150mm} mezcla pigmentaria de dos geles de sílice no modificados con aluminio, tamaño de partículas en un 80% en peso: 8 \mu m y en un 20% en peso: 10 \mu m; determinación como valor de D_{50} (según Malvern)\end{minipage} |
| *^{2}: poli(alcohol vinílico) |
| *^{3}: polímero de etileno y acetato de vinilo |
| *^{4}: Ejemplo 1 / Ejemplo Comparativo 2 / Ejemplo Comparativo 3. |
Como agente para la fijación de la tinta, se
emplea en la masa para estucado correspondiente al Ejemplo 1 una
composición a base de un producto ramificado de condensación de una
poliamina y epiclorhidrina de peso molecular intermedio, y de
cloruro de calcio, en una relación del producto de condensación de
una poliamina y epiclorhidrina al cloruro de calcio de 9,8 : 1.
Por el contrario, la masa de estucado de acuerdo
con el Ejemplo Comparativo 2, por lo demás con los mismos
componentes en comparación con el Ejemplo 1, tiene, en lugar del
producto de condensación de una poliamina y epiclorhidrina, un
poli(cloruro de
dialil-dimetil-amonio). Para la
formación de las capas receptoras de tinta de un solo estrato, las
masas de estucado se aplican sobre la cara delantera de la banda
continua de papel, descrita precedentemente en cuanto a su
fabricación, con una cantidad de 8,5 g/m^{2}. De esta manera
resultan respectivamente una muestra del Ejemplo 1 conforme al
invento así como una muestra del Ejemplo Comparativo 2.
Con el fin de investigar el comportamiento de
"exudación de la tinta", se aplica sobre ambas muestras,
mediando utilización de una impresora de chorros de tinta, del tipo
HP-DesignJet 2500 CP, de la entidad Hewlett Packard
y mediando uso de tintas para UV del mismo fabricante, en cada caso
una impresión de control (modalidad de impresión: normal sin
adaptación de los colores, módulo de control de impresora: para
papel estucado, denso). Correspondiendo a una evaluación visual, el
comportamiento de "exudación de la tinta" de las muestras del
Ejemplo 1 es bueno, y por el contrario el comportamiento de
"exudación de la tinta" de las muestras del Ejemplo Comparativo
2 ha de valorarse como malo.
Para los siguientes Ejemplos 5, 6 y 7 y Ejemplos
Comparativos 3, 4, 8 y 9 se preparan masas de estucado de acuerdo
con las proporciones "atro" del Ejemplo 1, y de modo
correspondiente al Ejemplo 1 se aplican sobre una banda continua de
papel precedentemente descrita en su producción, con una masa
referida a la unidad de superficie de acuerdo con la Tabla 1. En la
comparación con el Ejemplo 1, se hace variar la relación del
producto ramificado de condensación de una poliamina y
epiclorhidrina de peso molecular intermedio al cloruro de
calcio.
De nuevo, con el fin de investigar el
comportamiento de "exudación de la tinta" se utiliza una
impresora por chorros de tinta, del tipo
HP-DesignJet 2500 CP, de la entidad Hewlett Packard
(modalidad de impresión: normal sin adaptación de los colores,
módulo de control de la impresora: para papel estucado, denso)
mediando uso de tintas para UV del mismo fabricante. Para esto, se
aplica en cada caso una impresión de control sobre las muestras y se
valora visualmente el comportamiento de "exudación de la tinta"
de las muestras.
Con el fin de investigar esta resistencia al
restriegue en húmedo, se deja caer agua gota a gota sobre las
imágenes impresas, de las que previamente se había evaluado el
comportamiento de "exudación de la tinta" de las muestras.
Después de un período de tiempo de acción de 2 segundos se restriega
múltiples veces con un dedo bajo presión constante sobre la imagen
impresa. En tal caso, la imagen impresa se debería desvanecer lo
menos posible y en el caso ideal no se debería desvanecer
absolutamente nada.
En la Tabla 1 los Ejemplos conformes al invento
se designan como "EI" y los Ejemplos Comparativos como
"EC". Los valores medidos y las evaluaciones, que se han
determinado, se desprenden de esta Tabla 1:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
En un recipiente, referido en total a 500 partes
en peso (lutro) se introducen, mediando agitación constante, los
siguientes componentes:
| *^{1}: poli(alcohol vinílico) |
| *^{2}: polímero de etileno y acetato de vinilo. |
Como pigmento se empleó un gel de sílice no
modificado con aluminio que tenía un volumen de poros de 1,2 ml/g
con los tamaños medios de partículas y las superficies específicas
internas siguientes:
| Pigmento 1 | Pigmento 2 | Pigmento 3 | Pigmento 4 | Pigmento 5 | |
| Tamaño de partículas, [\mum] | |||||
| determinación como valor de D_{50} | |||||
| (según Malvern) | 4 | 6,5 | 8 | 10 | 15 |
| Superficie específica interna [m^{2}/g] | 290 | 390 | 290 | 390 | 175 |
Los Ejemplos de la Receta fundamental 2 prevén
como agente para la fijación de la tinta una composición que
comprende como primera sustancia en cada caso un producto de
condensación de una poliamina y epiclorhidrina con la siguiente
diferenciación:
- -
- Agente A para la fijación de la tinta: peso molecular intermedio no ramificado (36,5 mPa*s)
- -
- Agente B para la fijación de la tinta: peso molecular intermedio, ramificado (35 mPa*s)
- -
- Agente C para la fijación de la tinta: de alto peso molecular, no ramificado (91 mPa*s)
El agente para la fijación de la tinta consiste
además en cloruro de calcio como segunda sustancia, que se emplea en
una relación del producto de condensación de una poliamina y
epiclorhidrina al cloruro de calcio de 9,8 : 1.
Las cifras, puestas entre paréntesis en la
enumeración precedente de los agentes para la fijación de la tinta,
indican la viscosidad del producto de condensación de una poliamina
y epiclorhidrina en forma de una solución acuosa al 10%, medida de
acuerdo con Brookfield (husillo 1, con 100 rpm y a 25ºC).
Ejemplos 11, 14, 17, 20 y ejemplos
comparativos 10, 12, 13, 15, 16, 18, 19 y 21 hasta
24
Se prepararon 15 muestras de diferentes
materiales de registro para el procedimiento de impresión por
chorros de tinta.
Para esto se formularon 15 diferentes masas de
estucado correspondientemente a la receta fundamental anterior,
siendo combinado cada uno de los cinco Pigmentos 1, 2, 3, 4 y 5
introducidos con cada uno de los agentes para la fijación de la
tinta, que comprende A, B ó C conjuntamente con cloruro de calcio.
Para la formación de las capas receptoras de tinta, se aplican las
masas de estucado sobre la banda continua de papel precedentemente
descrita en cuanto a su fabricación.
De nuevo, se utiliza para la investigación del
comportamiento de "exudación de la tinta" una impresora por
chorros de tinta, del tipo HP-DesignJet 2500 CP, de
la entidad Hewlett Packard (modalidad de impresión: normal sin
adaptación de los colores, módulo de control de la impresora: para
papel estucado, denso) mediando uso de tintas para UV del mismo
fabricante. Para esto, se aplica en cada caso una impresión de
control sobre las 20 muestras y se evalúa visualmente el
comportamiento de "exudación de la tinta" de las muestras.
En la Tabla 2 se designan los ejemplos conformes
al invento con "EI" y los Ejemplos Comparativos con "EC".
Los valores medidos y las evaluaciones que se han determinado se
establecen a partir de la Tabla 2:
Partiendo de la Receta fundamental 2 y de los
componentes de la capa receptora de tinta de acuerdo con el Ejemplo
17, se hizo variar la relación del agente para la fijación de la
tinta al pigmento. Las muestras así producidas deben ser
investigadas en lo que se refiere a su comportamiento de
"exudación de la tinta" y a la resistencia al restriegue en
húmedo de las imágenes impresas aplicadas.
Con el fin de investigar esta resistencia al
restriegue en húmedo, se deja caer agua gota a gota sobre las
imágenes impresas, de las que previamente se había evaluado el
comportamiento de "exudación de la tinta" de las muestras.
Después de un período de tiempo de acción de 2 segundos se restriega
múltiples veces con un dedo bajo presión constante sobre la imagen
impresa. En tal caso, la imagen impresa se debería desvanecer lo
menos posible y en el caso ideal no se debería desvanecer
absolutamente nada.
Ejemplos 17, 26, 27 y ejemplos
comparativos 25,
28
Para el Ejemplo Comparativo 25 y el Ejemplo 26
conforme al invento, con el fin de reducir la proporción del agente
para la fijación de la tinta - referida a 500 partes en peso (lutro)
de la Receta fundamental 2 - una menor cantidad del agente para la
fijación de la tinta, y por consiguiente una mayor cantidad de todos
los otros componentes, se incorpora mediando agitación constante en
un recipiente. Para el Ejemplo 27 conforme al invento y el Ejemplo
Comparativo 28, con el fin de aumentar la proporción del agente para
la fijación de la tinta - referida a 500 partes en peso (lutro) de
la Receta fundamental 2 - una mayor cantidad del agente para la
fijación de la tinta, y por consiguiente una menor cantidad de todos
los otros componentes, se incorpora mediando agitación constante en
un recipiente.
La producción subsiguiente de las muestras y la
respectiva aplicación de una impresión de control se realizan de
modo correspondiente a las informaciones anteriores.
La Tabla 3 reproduce las relaciones ajustadas del
agente para la fijación de la tinta al pigmento, y el comportamiento
de "exudación de la tinta" en cada caso evaluado visualmente
así como la resistencia al restriegue en húmedo de las imágenes
impresas aplicadas. De nuevo se designan los Ejemplos conformes al
invento con "EI" y los Ejemplos Comparativos con "EC".
Los Ejemplos conformes al invento demuestran de
modo especialmente manifiesto que con el material de registro
conforme al invento se ha conseguido de manera convincente poner a
disposición un material de registro barato para el procedimiento de
impresión por chorros de tinta que, especialmente en el caso de
imprimir con tintas de registro sobre la base de pigmentos,
garantiza una sobresaliente fijación de las tintas aplicadas, y de
esta manera reduce la denominada "exudación de la tinta", lo
cual no ocurre en los casos de los Ejemplos Comparativos. Los
Ejemplos conformes al invento muestran además que el nuevo material
de registro asegura una aceptable resistencia al restriegue en
húmedo de las imágenes impresas aplicadas, de lo cual no son capaces
los Ejemplos Comparativos.
Claims (10)
1. Material de registro para el procedimiento de
impresión por chorros de tinta, con un substrato y con una capa
receptora de tinta que se ha aplicado sobre por lo menos una cara
del substrato, conteniendo la capa receptora de tinta un pigmento
inorgánico y un agente para la fijación de la tinta, que comprende
por lo memos dos sustancias, de las cuales la primera sustancia es
una polietilamino-epiclorhidrina y la segunda
sustancia es una sal de un metal plurivalente, caracterizado
porque
- \bullet
- la primera sustancia es un producto ramificado de condensación de una poliamina y epiclorhidrina, de peso molecular intermedio,
- \bullet
- la relación de la primera sustancia a la segunda sustancia está situada entre 3 : 1 y 16 : 1,
- \bullet
- el pigmento se presenta en por lo menos un 80% en peso con un tamaño de partículas D_{50} (según Malvern) en un intervalo de desde 4 \mum inclusive hasta de 12 \mum inclusive, y
- \bullet
- la relación entre el agente para la fijación de la tinta y el pigmento está situada en un intervalo de desde 1 : 2 inclusive hasta de 1 : 6 inclusive, referida a los tantos por ciento en peso del pigmento y del agente para la fijación de la tinta en la capa receptora de tinta.
2. Material de registro de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la segunda sustancia
es una sal de un metal plurivalente, seleccionada entre el conjunto
que comprende cloruro de magnesio, cloruro de aluminio y cloruro de
calcio.
3. Material de registro de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la relación de
la primera sustancia a la segunda sustancia está situada entre 6 : 1
y 14 : 1.
4. Material de registro de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el pigmento se
presenta en por lo menos un 80% en peso con un tamaño de partículas
D_{50} (según Malvern) situado en un intervalo comprendido entre 6
y 12 \mum.
5. Material de registro de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el pigmento se
selecciona entre el conjunto que comprende hidróxido de aluminio, un
ácido silícico precipitado y un gel de sílice.
6. Material de registro de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la relación del
agente para la fijación de la tinta al pigmento está situada en un
intervalo de desde 1 : 3 inclusive hasta de 1 : 5,5 inclusive.
7. Material de registro de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la capa
receptora de tinta contiene por lo menos un agente aglutinante,
seleccionado entre el conjunto que comprende un poli(alcohol
vinílico), un látex de estireno y butadieno, poliacrilatos y
dispersiones de polímeros de etileno y acetato de vinilo.
8. Material de registro de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque entre el
substrato y la capa receptora de tinta está dispuesta por lo menos
una capa de una formulación de preparación.
9. Material de registro de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la capa
receptora de tinta consiste en dos substratos colocados uno sobre
otro.
10. Procedimiento para el registro de acuerdo con
el procedimiento discontinuo de impresión por chorros de tinta, con
una tinta de registro sobre la base de pigmentos y con un material
de registro de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9.
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