DE2935861A1 - Druckfarbe fuer den jetdruck auf grundlage wasser - Google Patents

Description

Whittaker Corporation, Los Angeles, Kalifornien, V. St. A.

Druckfarbe für den Jetdruck auf Grundlage Wasser

üie Erfindung betrifft den Jet- oder Strahldruck una insbesondere eine wäßrige Druckfarbe für das Drucken mit einem Jet-Drucksystem.

Das Prinzip, auf dem der Jetdruck beruht, ist, daß man die Druckfarbe so durch eine feine Düse aus Metall oder Glas austreibt, daß sie in der Form gleichmäßiger Teilchen von der Spitze der Düse austritt. Diese Teilchen werden durch eine vor der Düse angeordnete Ablenkelektrode so abgelenko, daß mit einer vorgegebenen Matrix Symbole gedruckt werden. Dei diesem Druckverfahren wird die Druckfarbe in der Düse in feine Teilchen zerteilt, und die Richtung des Strahls wird durch Ablenkplatten oder durch Bewegen der Düse gesteuert. Dieses Druckverfahren hängt in großem Maße von den Eigenschaften der Druckfarbe ab. Die Druckfarbe muß unter Druc.c und der Einwirkung eines elektrischen Feldes stabile Teilchen mit hoher Ablenksensibilität zu bilden vermögen. Sie muß leicht aus der Düse auszutreiben sein; und außerdem muß ein Verstopfen der Düse verhindert werden. Irn Handel erhältliche Druckfarben für den Jetdruck lassen sich in wäßrige und nicht-wäßrige Druckfarben unterteilen. Die nicht-wäßrigen Druckfarben haben den Nachteil, daß sie wegen ihrer gerin ;en Oberflächenspannung Teilchen geringer Stabilität bilden, üe auf ihrem Flugweg einen Nebel bilden. Außerdem haben die nicht-wäßrigen Druckfarben einen hohen elektrischen Wider-

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3tand und eine geringe Ablenksensibilität und sind gleichzeitig bei hoher elektrischer Ladung besonders instabil. Daher ist es schwierig, mit solchen Druckfarben klare und deutliche Symbole zu drucken.

Druckfarben für den Jetdruck, wie sie derzeit im Handel erhältlich sind, enthalten einen Elektrolyten. Die Druckfarben gemä3 der Erfindung sind frei von Elektrolyten.

Außer daß sie frei von Elektrolyten sind, enthalten iie Druckfarben gemäß der Erfindung Poly(vinylpyrrolidon)-harz in einer Konzentration von 1 bis 4o# in destilliertem Wasser gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist eine Druckfarbe für den Jetiruck, die beim Austreten aus einer Düse einen Strahl aus stabilen Teilchen mit hoher Ablenksensibilität über lange strecken bilden, wobei diese Teilchen leicht aus der Düse austreten und in Abwesenheit irgendeines Elektrolyten ihre Stabilität behalten.

Gemäß 'ier Erfindung wird diese Aufgabe durch die Ver-/endung ein<;r Druckfarbe gelöst, die außer einem Nigrosin ils Farbstoff ein Poly(vinylpyrrolidon)-harz, einen aliphatischen einwertigen Alkohol und Wasser als Teil eines !-,üsunpsmittülgemisches enthält.

Die Anzahl der gebildeten Druckfarbe teilchen hängt von !en Eigenschaften der Druckfarbe im elektrischen Feld eines Jetdrucksystems ab. Ein aus der Düse austretender Strahl muß über eine lange Strecke stabil sein, hohe Ablenksensibilität -laben und leicht aus der Düse austreten. Diese Eigenschaften oind wesentlich für die Druckgeschwindigkeit, die mit einer

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solchen Druckfarbe erzielt werden kann. Mit der wäßrigen Druckfarbe gemäß der Erfindung werden ausgezeichnete ergebnisse erzielt.

Nigrosin ist nicht eine klar identifizierbare Verbin ung, sondern wird in "The Chemistry of Synthetic Dyes an<; Pigti nts" auf Seite 243 als ein Gemisch der folgenden Verbindungen identifiziert:

cc

^C6^H5

^C6^H5

•:c .H

N-;, H.. ο 0

^C6^H5

NHC.H,
6

Cl

Die Verbindungen sind die öllöslichen Derivate. Die Nigrosine werden durch Einführen von SuIfonsäuregruppeη [-SO-,Η], die in basischen Lösungen das Natriumsalz [-SO-,Ν;.·.]

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oilden, wasserlöslich gemacht. Indulin 6ß ist vermutlich ■ein Nebenprodukt der Nigrosinfusion.

Eine weitere, an die Druckfarbe zu stellende Forderung gesteht darin, daß das Lösungsmittel leicht genug abgegeben wird, um eine gewünschte Druck^eschwindigkeit auf einem gegebenen Substrat zu erzielen. Jas Lösungsmittel muß, um als druckfarbe Tür ein gegebenes Sabstrat geeignet zu sein, ausreichende Mengen an dem Harz, dem Farbstoff und anderen ",egebenenfalls erwünschten Kornoonenten so aufzulösen vermögen, iaß die gewünschte Haftung, Leitfähigkeit und visuelle Eigenschaften der Druckfarbe erzielt werden. Außerdem kommt ns bei der Zuführung der Druckfarbe und ihrer Rückführung zu 'iner gewissen Verdampfung von Lösungsmittel, wodurch die 'eststoffkonzentratlonen der Druckfarbe zunehmen, und das ,ösungsmittel muß daher derart gewählt werden, daß dabei Ausfällungen verhindert werden.

Obwohl eine Lösungsmittelverdampfung von der Druckfarbe jei ihrer Zuführung oder Ruckführung im allgemeinen unerwünscht ist, muß doch das Lösungsmittel von dem gedruckten 5ild mit der gewünschten Geschwindigkeit abdampfen, um das gedruckte Bild in der erforderlichen Zeit nach der Durchführung des Drückens wischfest und feuchtigkeitsfest zu hinterlassen.

Vorteilhafterweise wird, je nach der Art des Substrats, iuf das die Druckfarbe aufgebracht werden soll, ein Lösungs-Mittel verwendet, das in die V.achsschicht oder einen anderen Jberzug auf dem Substrat einzudringen vermag, um die Haftung und den Abriebwiderstand der Druckfarbe zu verbessern.

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/ Q ο .; ,ι β ι

L O vj ,j u O f

Die Druckfarbe gernäß der Erfindung haftet, ausgezeichnet an verschiedenen Substraten. Insbesondere betrifft die ..·:■·- findung einen Träger für eine Druckfarbe für cen Jetdruc, der als wesentliche Komponente einen sehr hohen Gewichts rite il an Poly(vinylpyrrolidon)-harz in einem Losungsmitte, gemisch gelöst enthält, so daß dje Viskosität dtr Lösung ii dem Bereich von 1,5 χ 10 bis 25 χ 10 ?a«s (1.5 cpa te; 25 cps) bei 25^1:C liegt und exe Lösung mit fetten Ölen und verschiedenen anderen ölen, Harzer, Lacken, Lösungsmitteln sw., wie sie üblicherweise in Druckfarben verwendet- werden, ν rträglich ist. Erforderlichenfalls kann die Druckfarbe no^h Pigmente, Streckmittel und/oder Hilfsmittel in den erhal encn Komponenten eingemahlen oder dispergiert enthalten.

Auch ein Trockenmittel unc weitere Zusätze, wie oberflächenaktive Mittel, können der Druckfarbe zugesetzt we.·-den. Geeignete Bindemittel (Träger) sind trocknende öle, wie Leinaamenöl, Tungöl, Safloröl, Sojaöl und dehydratisiert' s Rizinusöl; halbtrocknende üle, wie Baumwollsamenöl und Rübenöl; nicht-trocknende öle, wie Rizinusöl und olivenö? , aliphatische Säuren und Ester davon, wie ölsäure, Linole.vsäure, Pelargonsäure, Caprinsäure, Äthyltrideanat und Methyllaurat; Dicarbonsäureester, wie Dimethylphthalat, Diäthylphthalat, üibutylphthalat, Butylbenzolphthalat, Dioctylphthalat, Dioctyladipat, Dioctylsebacat, Dibutylsebacat, Monomethyladipat und Monoäthylpinielat; mehrwertige Alkohole, wie Äthylenglykol, Polyäthylenglykol, Diäthyle: glykol, Propylenglykol, Glycerin, Dipropylenglykol und Jv- ter und Äther davon, wie DiäthylenP:lykolrnonobutyl^::.ther, Dipropylenglykolmonoäthylester ocer dergleichen.

Auch flüssige Harze mit eJnem Molekulargewicht untc: 2000, beispielsweise Polyesterharze, iipoxyharze und PoIy-

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butadienharze, können verwendet werden. Das wesentliche •'ennzeichen der Druckfarbe gei.äß der Erfindung besteht in inein Gehalt an einem Gemisch eines aliphatischen einwertigen Alkohols und wenigstens eines anderen Lösungsmittels, /erglichen mit den nicht-wäßrigen Druckfarben des Handels /ird mit einer Druckfarbe genäß der Erfindung eine beträchtlich verbesserte Druckgeschwindigkeit erzielt. Wegen der ausgezeichneten elektrostatischen Eigenschaften erfolgt die \blenkung sehr leicht, und die Druckfarbenteilchen haben 3ine verbesserte Stabilität. Die Druckfarbe gemäß der Erfiniung eignet sich für den Jetdruck und für Jetdruckmaschinen md Druckmaschinen mit elektrischem Feld.

Das folgende Beispiel veranschaulicht die Erfindung.

Beispiel 1

In diesem Beispiel werden ein Harz und ein Farbstoff für üe Herstellung einer elektrolytfreien Druckfarbe für den !etdruck verwendet. Die Bestandteile werden nach herkömmlichen lethoden miteinander ve "mischt:

Gewichtsteile

Poly(vinylpyrrolidon)-harz NigroEin-Jet-L-Konzentrat Destilliertes Wasser

20,	00
2,	50
77,	50

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Claims (2)

Patentanwälte Licht . Dr. Schmidt Hansmann . Herrmann Baumann Albert-RoEhaupter-Str. 80OO München 70 TeL(OG9) 7 6Ο3Ο91 München, den 5- September 1979 Whittaker Corporation, Los Angeles, Kalifornien, V. St. A. Druckfarbe für den Jetdruck aif Grundlage Wasser Patentansprüche

1. Wäßrige Druckfarbe für den Jetdruck, gekennzeichnet durch die Abwesenheit eines Elektrolyten sowie dadurch, daß sie ein Gemisch aus Nigrosinfarbstoff und Poly(vinylpyrrolidon) -harz enthält.

2. Druckfarbe für den Jetdruck, gekennzeichnet durch die Abwesenheit eines Elektrolyten sowie dadurch, daß sie im wesentlichen aus einer Lösung der ^olgenden Komponenten besteht:

a. Poly (vinylpyrrolidon)-harz Ln einer Menge von 1 bi:. etwa 40 Gew.-%,

b. ein färbendes Material in einer Menge unter etwa 10 Gew.-%,

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c. ein Lösungsmittelgeraisch, das Wasser und wenigstens einen niedrigmolekularen aliphatischen Alkohol oder ein anderes Lösungsmittel im Gewichtsverhältnis
1-99:99_1 enthält.

). Verfahren zur Aufzeichnung von Informationen, dadurch
gekennzeichnet, daß man einen feinen Strahl aus einer

äßrigen Flüssigkeit, die Poly(vinylpyrrolidon) und Nigro- -infarbstoff enthält, erzeugt, den Flüssigkeitsstrahl
•egen ein Aufzeicunungsmedium richtet und die Dichte des

•uftreffenden Strahls durch ein elektrisches Feld entsprechend der aufzuzeichnenden Information moduliert und
. adurch diese Information aufzeichnet.

^!. Wäßrige Druckfarbe für eine Verwendung im Jetdruck, da- < urch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen aus einer Lösung ■ er folgenden Komponenten besteht:

a. Poly(vinylpyrrolidon)-harz in einer Menge unter etwa 40 Gew.-%,

b. einem Nigrosinfarbstoff in einer Menge unter etwa
10 Gew.-%,

c. einem Lösungsmittel oder Lö-sungsmittelgemisch zur
Einstellung der gewünschten Viskosität.

Druckfarbe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß • ie Menge an Harz oder Harzgemisch zwischen etwa 1 und etwa ÖO Gew.-# beträgt und die Viskosität zwischen 1,50 und 25,0 χ Ο"⁵ Pa-s (1.50 cp. and 25.0 cp. ) bei 25⁰C (77°F) liegt.

Druckfarbe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß uie Menge an Harz oder Harzgemisch zwischen etwa 1 und etwa Ό Gew.-# beträgt und die Viskosität zwischen 1,75 und 5,0 χ \ ~3 Pa-s (1.75 cp. and 5.0 cp. ) bei 25"C (77°F) liegt.

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