DE2936243A1

DE2936243A1 - Druckfarbe fuer den jetdruck

Info

Publication number: DE2936243A1
Application number: DE19792936243
Authority: DE
Inventors: Ishwar R Mansukhani
Original assignee: Whittaker Corp
Current assignee: Whittaker Corp
Priority date: 1978-09-08
Filing date: 1979-09-07
Publication date: 1980-04-03
Also published as: CA1124313A; US4170482A; GB2031001A; IT7950195A0; GB2031001B; JPS5554369A; SE7907427L; IT1162391B; FR2435351A1; AU5007579A

Description

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

Druckfarbe für den Jetdruck

Die Erfindung betrifft eine Druckfarbe für den Jetdruck und insbesondere eine wäßrige Druckfarbe für das Drucken mit einem Jetdrucksystem.

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 abgelenkt, daß mit einer vorgegebenen Matrix Symbole gedruckt werden. Bei 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 Druck und der Einwirkung eines elektrischen Feldes stabile Teilchen mit hoher Ablenksensibilität zu bilden vermögen. Sie muß leicht aus der Düse auszutreten vermögen; und außerdem muß ein Verstopfen der Düse verhindert werden. Im Handel erhältliche Druckfarben für den Jetdruck lassen sich in wäßrige und nicht-wäßrige Druckfarben unterteilen. Die nichtwäßrigen Druckfarben haben den Nachteil, daß sie wegen ihrer geringen Oberflächenspannung Teilchen geringer Stabilität bilden, die auf ihrem Flugweg einen Nebel bilden. Außerdem haben die nicht-wäßrigen Druckfarben einen hohen elektrischen Widerstand und eine geringe Ablenksensibilität und sind

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gleichzeitig bei hoher elektrischer Ladung besonders instabil. Daher ist es schwierig, mit solchen Druckfarben klare und deutliche Symbole zu drucken.

Gegenstand der Erfindung ist eine Druckfarbe, die sich für eine Verwendung im Jetdruck eignet und eine wäßrige Lösung eines wasserlöslichen Farbstoffs und ein Feuchthalte mittel enthält, wobei das Feuchthaltemittel die Kombination wenigstens einer Acetylenverbindung mit dem inneren Anhydrid wenigstens einer Carbonsäure im Verhältnis 90:1 zu 1:90 ist.

Die gemäß der Erfindung verwendeten wasserlöslichen Acetylenverbindungen besitzen eine stark nukleophile Dreifachbindung, die frei ist von sterischer Hinderung und haben daher einen klaren und ungehinderten Weg bei ihrer Annäherung an die Kathode.

Die bevorzugten wasserlöslichen Acetylenverbindungen, die in dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden können, um Nickelabscheidungen zu bilden, können α-substituierte Acetylenverbindungen der folgenden Strukturformel sein:

R-CiC-C-R₁
^Ra

in der jeder der Reste R₁ und R₂ Wasserstoff, Alkyl, Alkenyl, Alkynyl, hydroxysubstituiertes und alkoxysubstituiertes Alkyl, Alkenyl und Alkynyl sein kann und R₁ und R„ zusammen ein Carbonylsauerstoff sein können; R-, Wasserstoff, Halogen, Alkyl, Alkenyl, Alkynyl, hydroxysubsti-

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tuiertes und alkoxysubstituiertes Alkenyl und Alkynyl sein kann oder R eine substituierte Alkylgruppe der Formel

R_K-C-V

ist, in der R, und R₁. Wasserstoff, Alkyl, Alkenyl, Alkynyl und hydroxysubstituiertes und alkoxysubstituiertes Alkyl, Alkenyl und Alkynyl sein können und, wenn R und R zusammen Carbonylsauerstoff sind, R eine Arylgruppe, einschließlich einer hydroxy-, alkoxy- und alkylsubstituierten Arylgruppe, sein kann; jedes R^ und R , Hydroxy, Alkoxy, carboxysubstituiertes Alkoxy, Formoxy, Alkanoxy, Halogen oder eine Polyoxygruppe sein kann. Wenn R, eine substituierte Alkylgruppe der oben angegebenen Formel ist, kann die Acetylenverbindung als eine α,α'-disubstituierte Acetylenverbindung bezeichnet werden, weil beide der gleichen Acetylenbindung benachbarten Kohlenstoffatome entweder die gleiche oder eine andere funktioneile Gruppe tragen.

Die in der folgenden Tabelle I aufgeführten Verbindungen sind Beispiele für wasserlösliche Acetylenverbindungen, die in der Druckfarbe gemäß der Erfindung verwendet werden können.

Tabelle I

2-Butyn-1,4-diol

1,4-Di-(ß-hydroxyäthoxy)-2-butyn 1-(ß-Hydroxyäthoxy)-2-butyn-4-ol 1,4-Diacetoxy-2-butyn

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Fortsetzung Tabelle I

>Butyn-1,2-diol

3-Methyl-1-butyn-3-ol 3-Methyl-1-pentyn-3-ol 2-Propyn-1-öl

2,5-Dimethyl-1-octen-3-yn-5-ol 3-Methyl-1-nonyn-3-ol 2,4-Hexadiyn-1,6-diol 1-Methoxy-2-propyn 3-Methoxy-3-methyl-4,6-heptadiyn 3-Äthoxy-3,5,7-trime thyl-1-octyn 1-Pormoxy-2-propyn 1-Acetoxy-2-propyn 3-Methyl-1-nonyn-3-yl-acetat Phenyl-propiolamid Phenyl-propiol-N-phenylamid Pheny1-propiol-N,N'-dime thylamid 3-Methyl-1-butyn-3-yl-acetat 1-Chlor-o-methoxy-^,4-hexadiyn 3-Chlor-3-methyl-4-hexyn 1-Brom-2-propyn

1,2-Di-(ß-hydroxyäthoxy)-3-butyn 3-(ß-Hydroxy-y*-chlorpropoxy)-3-methyl-4-pentyn 3-(ß-7^H>-Epoxypropoxy)-3-methyl-4-pentyn

Zu den Acetylenverbindungen, die in der Druckfarbe gemäß der Erfindung verwendet werden können, gehören diejenigen, die wenigstens einen Hydroxyanteil haben, vorzugsweise Verbindungen wie 2-Butyn-1,4-diol.

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Zu den inneren Anhydriden wenigstens einer Carbonsäure gehören die Lactone von Fettsäuren, die Lactone von alicyclischen Säuren, die Lactone von Acetylensäuren und die Lactone aromatischer Säuren.

Es wurde gefunden, daß die Druckfarben gemäß der Erfindung die für den Jetdruck erwünschte Viskosität besitzen, und daß die Viskosität der Druckfarbe, während Wasser beim Umlaufenlassen durch das Jetdruckgerät durch Verdampfung verlorengeht, sich nur wenig ändert. Außerdem verhindert das gemäß der Erfindung verwendete Feuchthaltemittel weitgehend das Austrocknen der Druckfarbe in der öffnung der Düse, während das Gerät, beispielsweise über Nacht, abgeschaltet ist oder hält ein solches Austrocknen auf einem Minimum.

Die Gesamtmenge an dem Feuchthalternittelgemisch, das in der Druckfarbe gemäß der Erfindung verwendet wird, kann innerhalb weiter Grenzen variieren und wird von der für die Druckfarbe gewünschten Viskosität vorgegeben.

Als färbendes Material werden in der Druckfarbe gemäß der Erfindung wasserlösliche Farbstoffe oder Gemische wasserlöslicher Farbstoffe verwendet. Die Verwendung von Pigmenten oder anderen feinteiligen Materialien wird vorzugsweise vermieden, weil die sehr kleine öffnung des Jetdruckers durch solche Materialien leicht verstopft wird.

Das mit Vorteil in der Druckfarbe gemäß der Erfindung als Farbstoff verwendete Nigrosin ist nicht einzelne klar identifizierbare Verbindung, sondern wird in "The Chemistry of Synthetic Dyes and Pigments" auf Seite 243 als ein Gemisch der folgenden Verbindungen gekennzeichnet:

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NHC₆H

Die gezeigten Verbindungen sind die öllöslichen Derivate. Die Nigrosine werden durch Anfügung von Sulfonsäuregruppen [-SO^H], die in basischen Lösungen das Natriumsalz [-SCuNa] bilden, wasserlöslich gemacht. Indulin 6B ist vermutlich ein Nebenprodukt der Nigrosinfusion.

Das Direct Black [CI J5O245] hat vermutlich die folgende Struktur:

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NaO

Das Direct Black [CI 30235J hat vermutlich die folgende chemische Struktur:

N=N

SO Na

Farbstoffe, die bevorzugt in der Druckfarbe gemäß der Erfindung verwendet werden, sind die im Handel erhältlichen Direktfarbstoffe, die im allgemeinen ein ionisierbares anorganisches Salz, wie Glaubersalz, oder Natriumchlorid, das während der Herstellung zur Standardisierung des Farbstoffes zugesetzt wurde, enthalten. Das anorganische Material macht den Farbstoff leitend, so daß der Druckfarbenstrahl während des Drückens im elektromagnetischen Feld abgelenkt werden kann. Solche Direktfarbstoffe sind bekannt und im Handel erhältlich. Beispiele dafür sind die CI. Direct Black 38 Farbstoffe. (Beispielsweise kann das Direct Black GW, das von der Tenneco Color Division der Tenneco Chemicals in den Handel gebracht wird, und das Capamine Black ESA, das von der Capital Color and Chemical Co. in den Handel gebracht wird,

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in einem elektromagnetischen Feld abgelenkt werden,) Solche Farbstoffe stehen in einer Anzahl von Farben zur Verfügung und jede davon kann gemäß der Erfindung verwendet werden. Wenn ein reiner Farbstoff, der kein ionisierbares Salz enthält, verwendet wird, kann die gewünschte Leitfähigkeit dadurch erzielt werden, daß man der Masse 0,5$ an einem ionisierbaren Salz, beispielsweise einem der oben angegebenen, zusetzt. Eine weitere Beschreibung solcher bekannter Farbstoffe findet sich im Color Index, herausgegeben von der üociety of Dyes and Colorists zusammen mit der American Association of Textile Chemists and Colorists (1957)·

Die Druckfarbe gemäß der Erfindung kann durch gründliches Mischen der Komponenten bis zur Gleichmäßigkeit des Gemisches und vollständigen Auflösung des wasserlöslichen Farbstoffes und anschließendes Filtrieren der Masse zur Abtrennung feinteiliger Verunreinigungen hergestellt werden. Die Filtration der Masse nach dem Mischen der Komponenten ist sehr zweckmäßig, um Feinteilchen, wie Verunreinigungen oder ungelösten Farbstoff, die anderenfalls zu einer Verstopfung oder Behinderung des Strahls eines Jetdruckgeräts während der Verwendung führen könnten, abzutrennen. Häufig ist es bevorzugt, die Druckfarbe gemäß der Erfindung so zu filtrieren, daß Feinteilchen mit einem Durchmesser von mehr als 2μ und vorzugsweise 1μ abgetrennt werden, damit der Druckfarbenstrahl nicht behindert wird.

Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel veranschaulicht. Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht.

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Beispiel 1

Direct Black C.I. 38 (im Handel als Pontamine Black SP Liquid
der E.I. DuPont deNemours & Co.)

Butyrolacton

35#-ige wäßrige Lösung von
2-Butyn-1,4-diol

Destilliertes Wasser

100$

Die Druckfarbe gemäß der Erfindung ergibt einen Druck ausgezeichneter Qualität, Druckfarbenpunkte auf Papier breiten sich nicht aus, und die Düse eines Jetdruckgeräts bleibt über lange Zeit offen.

Durch Einstellen des Verhältnisses von 2-Butyn-1, ^;ldiol und Butyrolacton ist es möglich, das Ausbreiten von Druckfarbenpunkten auf Papier zu steuern. Auch durch den Zusatz anderer mit Wasser mischbarer Flüssigkeiten wird eine größere Flexibilität hinsichtlich der Steuerung der Ausbreitung von Druckfarbenflecken und des Trocknens der Druckfarbe auf einem Substrat erzielt.

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Claims

-- · ·- ..* : .' Patentanwälte Xlcht . Dr. schmidt Hansmann . Herrmann Baumann A'bert-RoShaupter-Str.65 8000 München 70 R/S ch Tel- < 089> 7 60 3O β1 München, den 7· September 1979 Whittaker Corporation, Los Angeles, Kalifornien, V. St. A. Druckfarbe für den Jetdruck Patentansprüche

1. Verfahren zur Aufzeichnung einer Information, wobei ein feiner Strahl aus einer gefärbten wäßrigen Flüssigkeit erzeugt, der Strahl aus der gefärbten Flüssigkeit gegen ein Aufzeichnungsmedium gerichtet und die Dichte des aufgebrachten Strahls entsprechend der aufzuzeichnenden Information durch ein elektrisches Feld moduliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die als Druckfarbe verwendete gefärbte wäßrige Flüssigkeit als Feuchthaltemittel eine Kombination von wenigstens einer wasserlöslichen Acetylenverbindung und dem inneren Anhydrid wenigstens einer Carbonsäure im Verhältnis 90:1 bis 1:90 enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Acetylenverbindung 1,4-Di-(ß-hydroxyäthoxy)-2-butyn ist.

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3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Acetylenverbindung 1, 4-Di-(ß-hydroxy-irchlorpropoxy)-2-butyn ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Acetylenverbindung 1,4-Di-(ß-_/"y -epoxypropoxy)-2-butyn ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Ace tylenverbindung i^-Di-Cß-hydroxy-T butenoxy)-2-butyn ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Acetylenverbindung 1,4-Di-(2^f-hydroxy-4'-oxa-6'-heptenoxy)-2-butyn ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Acetylenverbindung 2-Butyn-1,4-diol ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Acetylenverbindung Propargylalkohol ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Acetylenverbindung 2-Methyl-3-butyn-2-ol ist.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Acetylenverbindung 1,4-Di-(ß-sulfoäthoxy)2-butyn ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Acetylenverbindung 3-(ß-Hydroxyäthoxy)-propyn ist.

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12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Acetylenverbindung 3-(ß-Hydroxypropoxy)-propyn ist.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Anhydrid Butyrolacton ist.

14. Druckfarbe für den Jetdruck, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine wäßrige Lösung eines wasserlöslichen Farbstoffs und ein Feuchthaltemittel, das aus der Kombination wenigstens einer wasserlöslichen Acetylenverbindung und dem inneren Anhydrid wenigstens einer Carbonsäure im Verhältnis 90:1 bis 1:90 besteht, enthält.

15. Druckfarbe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Acetylenverbindung 1,4-Di-(ß-hydroxyäthoxy)-2-butyn ist.

16. Druckfarbe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Acetylenverbindung 1,4-Di-(ß-hydroxy-7^- chlorpropoxy)-2-butyn ist.

17. Druckfarbe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Acetylenverbindung 1, 4-Di-(ß-^ -epoxypropoxy)-2-butyn ist.

18. Druckfarbe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Acetylenverbindung 1, 4-Di-(ß-hydroxy-7*- butenoxy)-2-butyn ist.

19. Druckfarbe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Acetylenverbindung 1,4-Di-(2'-hydroxy-4'-oxa-6'-heptenoxy)-2-butyn ist.

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20. Druckfarbe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Acetylenverbindung 2-Butyn-1,4-diol ist.

21. Druckfarbe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Acetylenverbindung Propargylalkohol ist.

22. Druckfarbe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Acetylenverbindung 2-Methyl-3-butyn-2-ol ist.

23. Druckfarbe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Acetylenverbindung 1,4-Di-(ß-sulfoäthoxy)-2-butyn ist.

24. Druckfarbe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Acetylenverbindung j5-(ß-Hydroxyäthoxy)-propyn ist.

25. Druckfarbe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche Acetylenverbindung ~5-(ß-Hydroxypropoxy)-propyn ist.

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