DE69603256T2

DE69603256T2 - Tintenzusammensetzung

Info

Publication number: DE69603256T2
Application number: DE69603256T
Authority: DE
Inventors: Godwin Deng
Original assignee: Videojet Systems International Inc
Current assignee: Videojet Technologies Inc
Priority date: 1995-02-03
Filing date: 1996-01-16
Publication date: 1999-11-11
Anticipated expiration: 2016-01-17
Also published as: JPH10513209A; ES2133926T3; US5652286A; MX9705875A; WO1996023844A1; EP0807148B1; DE69603256D1; AU698793B2; AU4395696A; EP0807148A1; CA2211113A1; JP3579059B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Tintendruckzusammensetzungen, insbesondere zum Drucken auf Glas-, Polyethylenterephthalat-(PET)- und Aluminiumsubstraten und insbesondere zum Drucken auf Behältern, die aus Glas, PET, Aluminium hergestellt sind, oder auf andere Substrate, welche feuchten Bedingungen unterworfen werden können, wodurch Feuchtigkeit auf der Außenseite solcher Behälter gebildet wird, sowie auf verwandte Druckverfahren.
Tintenstrahldrucken ist eine wohlbekannte Technik, durch welche das Drucken ohne Kontakt zwischen der Druckvorrichtung und dem Substrat, auf welchem die gedruckten Buchstaben aufgebracht werden, bewerkstelligt wird. Kurz gesagt, umfaßt das Tintenstrahldrucken die Technik des Ausstoßens einer Strömung von Tintentröpfchen auf einer Oberfläche und die elektronische Steuerung der Richtung des Stromes, so daß die Tröpfchen zur Ausbildung der gewünschten gedruckten Abbildung auf dieser Oberfläche gebracht werden. Diese Technik des Nichtkontaktdruckens ist besonders zum Auftrag von Buchstaben bzw. Zeichen auf unregelmäßig geformte Oberflächen geeignet, beispielsweise den Boden von Getränkebehältern aus Glas oder Metall.
Übersichtsartikel von verschiedenen Ausführungsformen des Tintenstrahldruckens können in den Veröffentlichungen gefunden werden: Kuhn et al., Scientific American, April, 1979, 162-178 und Keeling, Phys. Technol., 12(5), 196-303 (1981). Verschiedene Tintenstrahlapparaturen sind in den folgenden US-Patenten beschrieben: 3 060 429, 3 298 030, 3 373 437, 3 416 153 und 3 673 601.
Im allgemeinen muß eine Tintenstrahlzusammensetzung bestimmte strenge Anforderungen erfüllen, damit sie bei Tinten strahldruckvorgängen brauchbar ist. Diese beziehen sich auf Viskosität, Widerstandsfähigkeit, Löslichkeit, Verträglichkeit von Komponenten und Benetzbarkeit des Substrates. Weiter muß die Tinte rasch trocknend und schmiertest sein, sie muß durch die Tintenstrahldüse ohne Verstopfen durchtreten können und sie muß ein rasches Reinigen der Maschinenkomponenten bei minimalem Aufwand erlauben.
Zahlreiche der Oberflächen, auf welche Tintenstrahldrucken angewandt wird, sind nicht porös, wie die zuvorgenannten Getränkebehälter. Die für diese Anwendungen benutzte Tinte muß auf dem nicht porösen Substrat gut haften und normalerweise muß sie wasserfest sein.
Viele Getränkehersteller füllen die Behälter mit abgekühlten Getränken, häufig unter Feuchtbedingungen. Die Feuchtigkeit, welche auf den Behälteroberflächen kondensiert, stellt ein schwieriges Problem bei der Erzielung eines Durchtretens, guter Haftung der Tinte, Abrieb- und Schmierfestigkeit der gedruckten Zeichen dar.
Mehrere der bislang bekannten Tintenzusammensetzungen sind für die zuvorgenannte Verwendung nicht geeignet. Beispielsweise beschreibt die UK-Patentanmeldung GB 2 105 735 eine Strahltintenzusammensetzung, umfassend einen mit öllöslichem Farbstoff imprägnierten Polyurethanlatex, der in einem wäßrigen Medium dispergiert ist.
Das US-Patent 4 680 332 beschreibt eine Strahltintenzusammensetzung, umfassend ein wasserunlösliches Polymeres wie ein Polyacrylat, dispergiert in einem flüssigen Medium, wobei das Polymere hierin einen öllöslichen Farbstoff enthält, sowie einen permanent hieran gebundenen nichtionischen Stabilisator.
Das US-Patent 5 207 825 beschreibt eine Strahltintenzusammensetzung, welche einen wäßrigen flüssigen Träger, ein farbgebendes Mittel und einen polymeren Zusatz, der ein substituiertes Bisphenol-A-derivat ist, umfaßt.
Das US-Patent 5 080 716 beschreibt eine Strahltintenzusammensetzung, umfassend ein Schreibmittel, ein zum Auflösen oder Dispergieren des Schreibmittels fähiges flüssiges Medium und eine substituierte Benzol- oder Toluolsulfonamidverbindung.
Das US-Patent 5 254 158 beschreibt eine Tintenzusammensetzung, welche einen wäßrigen flüssigen Träger, ein farbgebendes Mittel und einen Zusatz, ausgewählt aus der aus Amirialkoxylaten, Sorbitanmonoesteralkoxylaten, Alkylenoxidaddukten von Glycerin und Mischungen hiervon ausgewählten Zusatz, umfaßt.
Die US-Patente 5 215 577 und 5 178 671 beschreiben Strahltintenzusammensetzungen, umfassend ein Schreibmittel und ein flüssiges Medium zum Auflösen oder zur Dispersion hiervon, wobei das Schreibmittel eine aromatische sulfonierte Diazoverbindung ist.
Das US-Patent 5 131 959 beschreibt eine Strahltintenzusammensetzung, welche ein Schreibmittel, ein zum Auflösen oder zum Dispergieren des Schreibmittels fähiges flüssiges Medium und eine eine Amidgruppe aufweisende Verbindung einschließt.
Das US-Patent 5 213 613 beschreibt eine Strahltintenzusammensetzung, umfassend ein Schreibmittel und ein zum Auflösen oder zum Dispergieren des Schreibmittels hierin fähiges flüssiges Medium, wobei die Tinte eine Imidverbindung und wenigstens eine Verbindung, ausgewählt aus der aus Harnstoff, Thioharnstoff und Derivaten hiervon und flüchtigen alkalischen Verbindungen bestehenden Gruppe, enthält.
Das US-Patent 4 692 188 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Strahltintenzusammensetzungen, umfassend (1) Auflösen einer Polymerzusammensetzung und eines organischen öllöslichen Farbstoffes in einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel; (2) Zugabe einer wäßrigen Phase einer Wassertensidmischung hierzu; (3) Herbeiführen einer Emulgierung hiervon und (4) anschließendes Verdampfen des Lö sungsmittels aus der zuvorgenannten Mischung, wodurch eine Tinte mit dem Farbstoff, der in den in der wäßrigen Phase suspendierten Polymerteilchen eingeschlossen ist, resultiert. Die Polymerzusammensetzungen schließen Polycarbonate, Polystyrol, Polymethacrylate und Copolymere hiervon ein.
Das US-Patent 5 393 331 beschreibt eine Tintenzusammensetzung zur Verwendung bei gesteuerten Tintenstrahlvorgängen zum Drucken auf porösen Substraten wie Papier und Karton, welche niedrige Gehalte an flüchtigen organischen Verbindungen enthält und welche sowohl nicht-teratogen als auch nicht- carcinogen ist.
Alle der auf Wasser basierenden Strahltintenzusammensetzungen, welche in den zuvorgenannten Druckschriften beschrieben sind, betreffen allgemein Tintenzusammensetzungen, welche zum Drucken auf Papier geeignet sind und welche als nicht geeignet zum Drucken auf kalte Oberflächen aus Glas, PET und Aluminium, insbesondere unter Feuchtbedingungen, welche die Kondensation von Feuchtigkeit auf der Oberfläche förderlich sind, angesehen werden.
Andere Versuche zur Herstellung von Tintenzusammensetzungen, welche Durchdringung, gute Haftung und Abriebfestigkeit bei auf Oberflächen von feuchtem Glas, PET und Aluminium gedruckten Angaben ergeben, waren nicht erfolgreich. Schlechte Haftung und schlechte Druckqualität waren üblich, insbesondere wenn der Kaltabfüllprozeß in einer stark feuchten Umgebung erfolgte. Daher besteht eine Notwendigkeit für eine Strahltintenzusammensetzung, welche zum Drucken von Angaben auf feuchten Oberflächen aus Glas, PET und Aluminium verwendet werden kann und in der Lage ist, Feuchtigkeit ohne Klecksen, Verschmieren oder Wegreiben zu durchdringen.
Ebenfalls besteht die Notwendigkeit für eine Tintenzusammensetzung zur Verwendung bei Tintenstrahlanwendungen, welche auf kalte, feuchte Oberflächen von Glas-, PET- und Aluminiumbehältern unter Feuchtbedingungen gedruckt werden kann.
Die vorliegende Erfindung liefert Tintenzusammensetzungen, welche zum Drucken auf kalten, feuchten Oberflächen aus Glas, PET und Aluminium unter Feuchtbedingungen und zur Bereitstellung eines guten Kontrastes fähig sind. Die Tintenzusammensetzungen, welche die Erfindung ausmachen, sind in der Lage, Kondensation auf Oberflächen aus Glas, PET und Aluminium zu durchdringen, beispielsweise die dünne Kondensationsschicht, welche oftmals während der Herstellung von Getränken in Glas-, PET- und Aluminiumbehältern unter gekühlten Bedingungen vorgefunden wird.
Die Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfaßt ein organisches Lösungsmittel, ein farbgebendes Mittgel, ein nur aus Diolen und Diisocyanaten zusammengesetztes Polyurethanbindemittel, ein Siliconharz und Silan. Ein zusätzliches Harz und/oder ein oberflächenaktives Mittel kann ebenfalls in der Zusammensetzung verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung liefert ebenfalls ein Verfahren zur Bildung von gedruckten Abbildungen auf kalten feuchten Glas-, PET- und Aluminiumoberflächen unter Verwendung der Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung. Gemäß der Erfindung umfaßt das Verfahren das Ausstoßen eines Stromes von Tröpfchen dieser Tintenzusammensetzung auf diese Oberfläche und die Steuerung der Richtung dieses Stromes elektronisch, so daß diese Tröpfchen die gewünschte gedruckte Abbildung auf dieser Oberfläche bilden.
Im allgemeinen weisen die Tintenzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung die folgenden Merkmale zur Verwendung bei Tintenstrahldrucksystemen auf:
(1) eine Viskosität von etwa 1,6 bis etwa 7,0 Centipoise bei 25ºC;
(2) einen spezifischen elektrischen Widerstand von etwa 50 bis etwa 2000 Ohm-cm; und
(3) eine Schallgeschwindigkeit von etwa 1200 bis etwa 1300 Meter/Sekunde.

LÖSUNGSMITTEL

Für die Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung geeignete organische Lösungsmittel schließen ein: Ketone wie Aceton, Methylethylketon, Diethylketon, Cyclohexanon und dergleichen; Ester wie Ethylacetat, Propylacetat, Butylacetat und Amylacetat; Alkohole wie Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, i-Butanol, t-Butanol, n-Pentanol und n-Hexanol; Glycole wie Ethylenglycol, Propylenglycol, Glycerin und Diethylenglycol, Glycolether wie Ethylenglycoldimethylether, Ethylenglycoldiethylether, Cellosolve, Diethylenglycoldimethylether und Diethylenglycoldiethylether und andere Lösungsmittel, welche dem Fachmann auf dem Gebiet üblicherweise bekannt sind, sowie Mischungen von zwei oder mehr der zuvorgenannten. Methylethylketon ist ein bevorzugtes Lösungsmittel, wahlweise in Mischung mit einem anderen Lösungsmittel, bevorzugt Ethanol.

POLYURETHANE

Flexible thermoplastische Polyurethanharze werden als Bindemittel bei der Herstellung der Tintenzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendet. Flexible thermoplastische Urethane werden durch Reaktion von Diolen und Diisocyanaten erzeugt. Beispiele von Diolen schließen ein: Ethylenglycol, Propylenglycol, Propandiol, Butandiol, Polyethylenglykol, Polypropylenglycol, Polyethylenglycoladipatdiol, Polyethylenglycolsuccinatdiol und Polytetrahydrofurandiol. Beispiele von Diisocyanaten schließen ein: 2,4-Tolylendiisocyanat, 2,6-Tolylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und Hexamethylendiisocyanat. Aus Polypropylenglycol und 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat hergestellte Polyurethane sind bevorzugt.
Polyurethane mit einem Gewichtsdurchschnittsmolekulargewicht im Bereich von etwa 4000 bis etwa 12.000 sind bevorzugt, und Polyurethane mit einem Gewichtsdurchschnittsmoleku largewicht im Bereich von etwa 7000 bis etwa 9000 sind noch mehr bevorzugt.
Beispiele von bevorzugten Urethanpolymeren, welche in der vorliegenden Erfindung brauchbar sind, schließen die flexiblen thermoplastischen Polyurethanlösungen, welche unter der Handelsbezeichnung Surkopak von Kane International Corp.; Rye, New York, vertrieben werden. Eine Vielzahl von Polyurethansorten werden unter diesem Namen verkauft und schließen Surkopak 2135, Surkopak 5299, Surkopak 5244, Surkopak 5255, Surkopak 2X, Surkopak 5322, Surkopak 5311 und Surkopak XL ein. Sie werden normalerweise eingesetzt, um Druckfarben auf Nitrocellulosebasis für Flexoanwendungen und Tiefdruckanwendungen auf flexiblen Verpackungssubstraten wie Polyethylen, Polypropylen, Polyester und Cellulose zu modifizieren. Die physikalischen Eigenschaften der Polyurethanlösungen sind in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1: Eigenschaften der Surkipak-Polyurethanharze
A = Alkohol; E = Ester; E/A = Mischung von E und A
* Gewichtsdurchschnittsmolekulargewichtsbereich 18.000-22.000
** Gewichtsdurchschnittsmolekulargewichtsbereich 7.000-9.000
Diese Polyurethane sind nicht reaktiv und sie sind im wesentlichen frei von Isocyanatgruppen. Unter diesen bevorzugten Polyurethanlösungen ist Surkopak 5322 noch mehr bevorzugt, wobei dies ein aus Polypropylenglycol und 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat bestehendes Polyurethan ist. Surkopak 5322 wird als Lösung in einem Ethylacetat und Isopropanol enthaltenden Mischlösungsmittel verkauft.
Die Konzentration von festem Polyurethanharz in der Tintenzusammensetzung liegt in dem Bereich von etwa 1 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-%, bevorzugt in dem Bereich von etwa 3 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% und mehr bevorzugt in dem Bereich von etwa 5 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%. Falls das Polyurethan kommerziell als Lösung verkauft wird, wie im Fall von Surkopak, wird die Menge der zur Herstellung der Tinte anzuwendenden Polyurethanlösung aus der Konzentration des Polyurethans in der Lösung berechnet. So wurden im folgenden Beispiel 1 11 g des Surkopak 5322 (Konz. 68-73%) verwendet, um eine Tinte mit etwa 7,7 g Polyurethan zu erhalten.

FARBGEBENDE MITTEL

Die Tintenzusammensetzung umfaßt ein farbgebendes Mittel, das ein Farbstoff ist, der der gedruckten Anweisung die gewünschte Farbe erteilt. Ein beliebiger Farbstoff, der in der Tintenzusammensetzung aufgelöst werden kann, kann bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Beispielsweise sind im US-Patent 5 254 158 und in der UK-Patentanmeldung GB 2 105 735 mehrere Beispiele von Farbstoffen aufgelistet. Alle diese Farbstoffe und Pigmente können in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispiele von Farbstoffen, welche bei der vorliegenden Erfindung anwendbar sind, schließen ein: die Gelbfarbstoffe wie C. I. Solvent Yellow 19 (C. I. 13900A), C. I. Solvent Yellow 21 (C. I. 18690), C. I. Solvent Yellow 61, C. I. Solvent Yellow 80, FD&C Yellow #5, Yellow Shade 16948, Acid Yellow 23, Levaderm Lemon Yellow (Mobay), Spirit Fast Yellow 3G, Aizen Spilon Yellow C-GNH (Hodagaya Chemical Co.) und Pergasol Yellow CGP (Ciba-Geigy), die Orangfarbstoffe wie C. I. Solvent Orange 1 (C. I. 11920), C. I. Orange 37, C. I. Orange 40, Diaresin Orange K (Mitsubishi Chemical Industries, Ltd.), Diaresin Orange G (Mitsubishi Chemical Industries, Ltd.) und Sumiplast Orange 3G (Sumitomo Chemical Co., Ltd.) und Rotfarbstoffe wie C. I. Solvent Red 8, C. I. Solvent Red 81, C. I. Solvent Red 82, C. I. Solvent Red 84, C. I. Solvent Red 100, Cibacron Brilliant Red 38rA (Aldrich Chemical Co.), Drimarene Brilliant Red E-6A (Pylam, Inc.), Acid Red 92 und Reactive red 31 (ICI America) und Rosafarbstoffe wie Diaresin Pink M (Mitsubishi Chemical Industries, ltd.), Sumiplast Pink RFF (Sumitomo Chemical Co.) und Direct Brill Pink B Ground Crude (Crompton & Knowles), Violettfarbstoffe wie C. I. Solvent Violet 8, C. I. Solvent Violet 21, Diaresin Violet (Mitsubishi), Diaresin Violet D und Sumiplast Violet RR (Sumitomo), Blaufarbstoffe wie C. I. Solvent Blue 2, C. I. Solvent Blue 11, C. I. Solvent Blue 25, C. I. Solvent Blue 36 und C. I. Solvent Blue 55, Grünfarbstoffe wie C. I. Solvent Green 3, Braunfarbstoffe wie C. I. Solvent Brown 3 und Diearesin Brown A (Mitsubishi), Schwarzfarbstoffe wie C. I. Solvent Black 3, C. I. Solvent Black 5, C. I. Solvent Black 7, C. I. Solvent Black 22, C. I. Solvent Black 27, C. I. Solvent Black 29 und Acid Black 123.
Das farbgebende Mittel ist in der Tintenzusammensetzung in einer Menge vorhanden, welche zur Erzeugung des gewünschten Kontrastes und der Lesbarkeit erforderlich ist. Das farbgebende Mittel ist bevorzugt im Bereich von etwa 2 Gew.-% bis etwa 12 Gew.-%, mehr bevorzugt in dem Bereich von etwa 4 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% und noch mehr bevorzugt in dem Bereich von etwa 5 Gew.-% bis etwa 7 Gew.-% vorhanden.

OBERFLÄCHENAKTIVE MITTEL

Die Strahltintenzusammensetzung kann bevorzugt ein oberflächenaktives Mittel enthalten, welches anionisch, kationisch, nichtionisch oder amphoter sein kann. Beispiele von anionischen oberflächenaktiven Mitteln sind Alkylbenzolsulfonate wie Dodecylbenzolsulfonat, Alkylnaphthylsulfonate wie Butyl- oder Nonylnaphthylsulfonat, Dialkylsulfosuccinate wie Diamylsulfosuccinat, Alkoholsulfate wie Natriumlaurylsulfat und perfluorierte Carbonsäuren wie Perfluordecancarbonsäure und Perfluordodecancarbonsäure. Nichtionische oberflächenaktive Mittel schließen die Alkylester von Polyethylenglycol, Fettsäureester von Glycerin und Fettsäureester von Glycol und fluorchemische oberflächenaktive Mittel wie FC 430, FC 431, FC 740, FC 120, FC 248, FC 352, FC 396, FC 807 und FC 824, welche von 3M Co. erhältlich sind, ein. Kationische oberflächenaktive Mittel schließen Alkylamine, Aminoxide, Aminethoxylate, Alkylhydroxyalkylimidazoline, quaternäre Ammoniumsalze ein, und amphotere oberflächenaktive Mittel schließen Alkylbetaine und die Amidopropylbetaine ein. Das oberflächenaktive Mittel FC 430, welches ein Gemisch von fluoraliphatischen polymeren Acrylatestern ist, ist ein bevorzugtes oberflächenaktives Mittel.
Das feste oberflächenaktive Mittel FC 430, überführt in Lösung, liegt bevorzugt in der Strahltintenzusammensetzung im Bereich von etwa 0,01 bis etwa 0,2 Gew.-% vor.

SILICONZUSÄTZE

Die Strahltintenzusammensetzung enthält ein Siliconharz. Beispiele von Siliconharzen schließen ein: Dimethylsiliconharz, Methylphenylsiliconharz und Methyltrifluorpropylsiliconharz. Siliconharze sind kommerziell von Dow Corning Corp. und GE Silicones erhältlich. Ein bevorzugtes Siliconharz ist das Siliconharz DC6-2230 (Dow Corning), welches ein Polysiloxan ist, das Methyl- (48%), Phenyl- (44%), Hydroxyl- (4%), O-Butyl- (2%) und O-Propyl- (1%) substituenten aufweist.
Das Siliconharz kann in der Strahltintenzusammensetzung in dem Bereich von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, bevorzugt in dem Bereich von etwa 1 Gew.-% bis etwa 6 Gew.-% und mehr bevorzugt in dem Bereich von etwa 2 Gew.-% bis etwa 4 Gew.-% vorliegen.

SILANE

Die Strahltintenzusammensetzung enthält ein Silankupplungsmittel. Beispiele von Silanen, welche brauchbar sein können, sind: Epoxyalkylalkoxysilane, Aminoalkylalkoxysilane wie (4-Aminopropyl)-triethoxysilan und [γ-(β-Aminoethylamino)-propyl]-trimethoxysilan, Vinyltris-(β-methoxyethoxy)- silan, (γ-Methacryloxypropyl)-trimethoxysilan, Vinylbenzylkationisches-silan und (γ-Chlorpropyl)-trimethoxysilan. Weitere Beispiele von Silanen können z. B. in Kirk-Othmer - Encyclopedia of Chemical Technology, 3. Auflage (John-Wiley & Sons) gefunden werden. Ein bevorzugtes Silan ist das Silan A187 von Union Carbide Corp., wobei dies Glycidoxypropyltrimethoxysilan ist.
Das Silan kann in der Strahltintenzusammensetzung in dem Bereich von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%, bevorzugt in dem Bereich von etwa 0,3 Gew.-% bis etwa 4 Gew.-% und mehr bevorzugt in dem Bereich von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 2,5 Gew.-% vorhanden sein.

ANDERE HARZE

Die Strahltintenzusammensetzung kann ebenfalls bevorzugt ein zusätzliches Harz enthalten. Andere Harze können zu der Tinte zugesetzt werden, um Härte zu erhöhen und die Abrieb- und Schmierfestigkeit zu verbessern. Andere Harze können Collophoniumharze einschließen. Beispiele von Collophoniumharzen sind Pentalyn H synthetisches Harz, ein Pentaerythritester eines Collophoniums, das durch Hydrierung stabilisiert wurde. Weiter Foral 85 Harz, ein thermoplastischer Glycerinester eines hydrierten Harzes. Beide werden von Hercules, Inc. verkauft. Diese Harze können ebenfalls verschiedene Acrylharze einschließen wie: Polyalkylacrylate, die Polyalkylmethacrylate und Copolymere hiervon. Zusätzliche Beispiele von Acrylharzen sind Polymethacrylat, Polyethylacrylat, Polyethyl methacrylat, Polybutylmethacrylat, Polymethylmethacrylat, Polyhydroxyethylmethacrylat und Copolymere der Acrylate. Mehrere Acrylharze sind im Handel von Rohm & Haas Co. erhältlich. Ein Copolymeres, welches Ethylmethacrylat enthält, wird unter der Bezeichnung Acryloid B-72 vertrieben. Ein Polymeres von Isobutylmethacrylat wird unter der Bezeichnung Acryloid B-67 verkauft. Ein Copolymeres von Methylmethacrylat und Ethylacrylat wird unter der Bezeichnung Acryloid B-44 verkauft. Ein bevorzugtes Acrylharz ist Acryloid B-66, wobei dies ein Copolymeres von Methylmethacrylat und Butylmethacrylat ist.
Das zusätzliche Harz kann in der Strahltintenzusammensetzung in dem Bereich von etwa 1 Gew.-% bis etwa 12 Gew.-%, bevorzugt in dem Bereich von etwa 2 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% und mehr bevorzugt in dem Bereich von etwa 3 Gew.-% bis etwa 8 Gew.-% vorliegen.

ANDERE ZUSÄTZE

Die Strahltintenzusammensetzung kann zusätzlich Zusatzstoffe zur Einstellung der Viskosität, des spezifischen elektrischen Widerstandes und der Verdampfungsgeschwindigkeit enthalten. Der bevorzugte Viskositätsbereich beträgt etwa 1,5 Centipoise bis etwa 6,0 Centipoise. Der bevorzugte spezifische Widerstand beträgt etwa 500 Ohm-cm bis etwa 1500 Ohm-cm.
Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können Leitfähigkeitsmittel enthalten. Falls vorhanden, sind sie üblicherweise in Mengen von etwa 0,0% bis etwa 2,0% vorhanden. Beispiele von geeigneten Leitfähigkeitsmitteln schließen Dimethylaminhydrochlorid, Diethylaminhydrochlorid, Lithiumnitrat und Hydroxylaminhydrochlorid ein. Eine ausreichende Leitfähigkeit wird durch den Farbstoff, Solvent Black 29, in Anwesenheit des in der Tinte eingesetzten Ethanols erreicht. Feuchthaltemittel können in den Formulierungen verwendet werden. Feuchthaltemittel schließen Glycerin und Ethylenglycol ein. Verschiedene bekannte Viskositätsregler können zugesetzt werden, je nach Bedarf, um die Viskosität einer beliebigen vorgegebenen Tintenformulierung einzustellen.
Die Strahltintenformulierung kann nach einer beliebigen bekannten Verfahrensweise hergestellt werden. Bei einem Verfahren werden alle gewünschten Inhaltsstoffe in einem Mischer oder einem Mischkessel kombiniert und aufeinanderfolgend gemischt, bis eine homogene Lösung erhalten ist.
Die Strahltintenzusammensetzung kann allgemein auf die Oberfläche eines feuchten Gegenstandes aus Glas, PET und Aluminium, wie eine Glasflasche, eine PET-Flasche oder eine Aluminiumdose, strahlgedruckt werden. Spezifisch wird die Strahltinte zum Drucken von Anweisungen bzw. Angaben verwendet auf Glasflaschen, PET-Flaschen und Aluminiumflaschen und dosen, welche zum Abfüllen von kalten Getränken verwendet werden, einschließlich Softdrings wie Pepsi Cola®, Coca Cola®, RC Cola®, 7-UP® und Sprite®, Bier, Wein, Weinkühler und Liköre, Pharmazeutika und Kosmetika. Die Strahltinte der vorliegenden Erfindung kann durch Strahldrucken auf eine Vielzahl von Gläsern einschließlich Natronkalkgläsern, Borsilicatgläsern, Aluminiumsilikatgläsern, Bleigläsern und Boratgläsern aufgetragen werden. Die zuvor angegebenen Glastypen können einen Überzug enthalten.
Alle hier angegebenen Prozentsätze sind Gewichtsprozentsätze, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, falls nichts anderes angegeben ist.
Das folgende Beispiel erläutert weiter die vorliegende Erfindung.

BEISPIEL 1

Es wurde eine Strahltintenzusammensetzung unter Verwendung der folgenden Formulierung hergestellt:
Inhaltsstoff Gew.-%
Methylethylketon 71,3
Silicone DC6-2230 (Dow Corning) 3,0
Acryloid B-66 (Rohm & Haas) 5,0
Surkopak Polyurethane 5322 11,0
Solvent Black 29 Dye (Ciba-Geigy) 6,0
Ethanol CDA-19 200 Proof (EMCo Chemical) 2,0
Silane A187 (Union Carbide) 1,5
FC 430 10% in MEK (3M Co.) 0,2
100,0
Die zuvor beschriebene Tintenformulierung wurde hergestellt und auf einem breiten Bereich von Glas-, PET- und Aluminiumbehältern unter Simulierung von feuchten Abfüllbedingungen in der Kälte getestet. Ebenfalls wurde ein Test der Druckgeschwindigkeit durchgeführt. Die Strahltinte war zufriedenstellend leistungsfähig.
Bilder können auf einer Glas-, PET- und Aluminiumoberfläche unter Feuchtbedingungen unter Verwendung der Strahltintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung gedruckt werden, indem eine Strömung von Tröpfchen der Tinte auf die Oberfläche gerichtet wird und die Richtung der Strömung elektronisch so gesteuert wird, daß die Tröpfchen das gewünschte Druckbild auf der Oberfläche bilden.

Claims

1. Tintenzusammensetzung zum Drucken von Anweisungen, die gute Haftung und Abriebfestigkeit haben, auf Glas-, PET- und Aluminiumoberflächen unter Feuchtbedingungen, wobei diese Zusammensetzung ein organisches Lösungsmittel, ein flexibles thermoplastisches Polyurethanharz, das durch die Reaktion von Diolen und Diisocyanaten gebildet wird, ein farbgebendes Mittel, ein Siliconharz und ein Silan umfaßt.

2. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, in welcher diese Zusammensetzung hat: (1) eine Viskosität von 1,6 bis 7,0 Centipoise bei 25ºC; einen elektrischen spezifischen Widerstand von 50 bis 2000 Ohm-cm und (3) eine Schallgeschwindigkeit von 1200 bis 1300 Meter/Sekunde.

3. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 2, in welcher dieses Lösungsmittel Methylethylketon umfaßt.

4. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, 2 oder 3, in welcher dieses Polyurethanharz Polypropylenglycöl und 4,4'- Diphenylmethandiisocyanat umfaßt.

5. Tintenzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welcher dieses Polyurethanharz in dem Konzentrationsbereich von 3 Gew.-% bis 15 Gew.-% der Tintenzusammensetzung vorhanden ist.

6. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 5, in welcher dieses Polyurethanharz in dem Konzentrationsbereich von 5 Gew.-% bis 10 Gew.-% der Tintenzusammensetzung vorhanden ist.

7. Tintenzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welcher dieses farbgebende Mittel Solvent Black 29 ist.

8. Tintenzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welcher dieses farbgebende Mittel in dem Bereich von 4 bis 10 Gew.-% der Tintenzusammensetzung vorhanden ist.

9. Tintenzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welcher diese Zusammensetzung weiter ein zusätzliches Harz zur Verbesserung der Härte, der Abriebfestigkeit und der Schmierfestigkeit umfaßt.

10. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 9, in welcher dieses zusätzliche Harz ein Acrylharz ist.

11. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 10, in welcher dieses Acrylharz ein Copolymeres von Methylmethacrylat und Butylmethacrylat ist und in dem Bereich von 2 bis 10 Gew.-% der Tintenzusammensetzung vorhanden ist.

12. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 11, in welcher dieses Acrylharz in dem Bereich von 4 bis 7 Gew.-% der Tintenzusammensetzung vorhanden ist.

13. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 9, in welcher dieses zusätzliche Harz ein Kolophoniumharz ist.

14. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 13, in welcher dieses Kolophoniumharz mein Pentaerythrit eines Glycerinesters eines hydrierten Kolophoniums ist.

15. Tintenzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welcher dieses Siliconharz in dem Bereich von 1 bis 6 Gew.-% der Tintenzusammensetzung vorhanden ist.

16. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 15, in welcher dieses Siliconharz in dem Bereich von 2 bis 4 Gew.-% der Tintenzusammensetzung vorhanden ist.

17. Tintenzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welcher dieses Silan in dem Bereich von 0,5 bis 2,5 Gew.-% der Tintenzusammensetzung vorhanden ist.

18. Tintenzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welcher diese Zusammensetzung weiter ein oberflächenaktives Mittel umfaßt.

19. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 18, in welcher dieses oberflächenaktive Mittel eine Mischung von fluoraliphatischen polymeren Acrylatestern ist und in dem Bereich von 0,01 bis 0,2 Gew.-% der Tintenzusammensetzung vorhanden ist.

20. Tintenzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welcher diese Zusammensetzung weiter Ethanol umfaßt.

21. Tintenzusammensetzung nach einem Anspruch 20, in welcher dieses Ethanol in dem Bereich von 1 bis 5 Gew.-% der Tintenzusammensetzung vorhanden ist.

22. Verfahren zur Ausbildung von Abbildungen auf feuchten Glas-, PET- und Aluminiumoberflächen unter Feuchtbedingungen unter Verwendung einer Tintenzusammensetzung wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, wobei das Verfahren das Ausstoßen eines Stromes von Tröpfchen dieser Tintenzusammensetzung zu dieser Oberfläche und die Steuerung der Richtung dieses Stromes elektronisch, so daß diese Tröpfchen die gewünschte gedruckte Abbildung auf dieser Oberfläche bilden, umfaßt.

23. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, in welcher dieses flexible thermoplastische Polyurethanharz in dem Bereich von 5 bis 10 Gew.-% dieser Zusammensetzung vorhanden ist, dieses farbgebende Mittel in dem Bereich von 4 bis 10 Gew.-% dieser Zusammensetzung vorhanden ist, dieses Siliconharz in dem Bereich von 2 Gew.-% bis 4 Gew.-% dieser Zusammensetzung vorhanden ist und dieses Silan in dem Bereich von 0,5 Gew.-% bis 2,5 Gew.-% dieser Zusammensetzung vorhanden ist.