CH639413A5

CH639413A5 - Inkjet printing ink

Info

Publication number: CH639413A5
Application number: CH301778A
Authority: CH
Inventors: Ishwar Ramchand Mansukhani
Original assignee: Whittaker Corp
Priority date: 1977-03-28
Filing date: 1978-03-20
Publication date: 1983-11-15
Also published as: JPS53123210A; PL205552A1; JPS6221032B2; DK133078A; IT1103082B; GB1603062A; DE2812364C2; DE2812364A1; FR2385782A1; NZ186690A; IT7809390A0; AU3446878A; FR2385782B1; ES468239A1; NO781044L; AU515542B2; SE7803316L; NL7803273A; SE437997B; BE865206A

Description

Eine Aufgabe der Erfindung war es, eine Druckfarbe mit io einem hohen Prozentsatz an filmbildendem Harz für die Verwendung beim Farbstrahldrucken auf einer grossen Reihe von Substraten zu schaffen, welche die für ein zufriedenstellendes Arbeiten der Druckfarbe in der Druckvorrichtung erforderlichen Eigenschaften mit den für die Erzielung und Be-15 Währung eines zufriedenstellenden Druckbilds auf dem fragli-schen Substrat erforderlichen Eigenschaften in sich vereinigt. An object of the invention was to provide a printing ink with a high percentage of film-forming resin for use in color jet printing on a large number of substrates, which has the properties required for the satisfactory operation of the printing ink in the printing device with the properties required to achieve and Be-15 Currency of a satisfactory print image on the fragile substrate combines the properties required.

Ein weiteres Ziel der Erfindung war es, eine Strahldruckfarbe zu schaffen, welche beim Betrieb eines Strahldruckers flexibler ist als die bekannten. Bekannte Strahldruckfarben 20 besitzen einen sehr engen Bereich von Parametern, unter denen ein gutes Drucken erreicht wird, während die erfindungs-gemässen Druckfarben einen sehr weiten Bereich von Parametern haben, die ein geeignetes Drucken erlauben. Another object of the invention was to provide a jet printing ink which is more flexible than the known ones when operating a jet printer. Known jet printing inks 20 have a very narrow range of parameters, under which good printing is achieved, while the printing inks according to the invention have a very wide range of parameters, which allow suitable printing.

Die Erfindung ermöglicht ferner, eine Druckfarbe zum 25 kontaktfreien Drucken zu schaffen, die eine sehr gute Wasserbeständigkeit im nassen Zustand aufweist, so dass sie in Gebieten eingesetzt werden kann, wo sie unmittelbar nach dem Drucken mit Feuchtigkeit in Berührung kommt. The invention further makes it possible to provide a printing ink for non-contact printing which has very good water resistance when wet, so that it can be used in areas where it comes into contact with moisture immediately after printing.

Ebenso war es erwünscht, eine Druckfarbe zu schaffen, 30 die bei der Rückführung in einen Strahldrucker nicht vor der erneuten Verwendung wieder auf ihre ursprüngliche Zusammensetzung gebracht werden muss. Es ist möglich, die ursprüngliche Zusammensetzung mittels einer «Ergänzungsdruckfarbe» aufrechtzuerhalten, jedoch ist dies nicht unbe-35 dingt erforderlich. Es ist lediglich empfehlenswert, die Arbeitsviskosität und den Bereich des spezifischen Widerstands konstant zu halten. It was also desirable to create an ink 30 that does not have to be returned to its original composition before being used again when it is returned to a jet printer. It is possible to maintain the original composition using a "supplementary printing ink", but this is not absolutely necessary. It is only advisable to keep the working viscosity and the range of resistivity constant.

Ferner war eine Druckfarbe erwünscht, deren Druckeigenschaften auf metallischen oder anderen harten Substra-40 ten nicht von einem Lösungsmittel abhängen. A printing ink has also been desired whose printing properties on metallic or other hard substrates do not depend on a solvent.

Die neue Strahldruckfarbe weist auf beschichtetem oder unbeschichtetem harten oder flexiblen Aluminium, verschiedenen unverzinnten Stählen, elektrolytischen oder durch Tauchen hergestellten Zinnplattierungen, Glas, Polyäthylen, 45 Polyester und verschiedenen anderen Substraten eine vorzügliche Haftung auf. The new jet printing ink has excellent adhesion to coated or uncoated hard or flexible aluminum, various untinned steels, electrolytic or tin plating, glass, polyethylene, 45 polyester and various other substrates.

Auch verliert sie im Kreislauf im Vergleich zu bekannten Druckfarben nur einen sehr kleinen Prozentsatz an Lösungsmittel. It also loses only a very small percentage of solvent in the circuit compared to known printing inks.

50 • Die erfindungsgemässe Druckfarbe besteht im wesentlichen aus einer Lösung wie in Patentanspruch 1 definiert. 50 • The printing ink according to the invention essentially consists of a solution as defined in claim 1.

Durch eine Auswahl der in den Ansprüchen angegebenen Harze ist es möglich, eine Druckfarbe herzustellen, welche den Erfordernissen des Druckers und der Anwendung ent-55 spricht. By selecting the resins specified in the claims, it is possible to produce a printing ink which corresponds to the requirements of the printer and the application.

Zwar enthalten Strahldruckfarben genauso wie übliche Druckfarben ein Färbemittel, ein Lösungsmittel und ein Bindemittel, jedoch sollten in Strahldruckfarben diese Bestand-60 teile zusätzlich zu den bei herkömmlichen Druckfarben nötigen Erfordernissen noch weitere Erfordernisse erfüllen. Dies gilt insbesondere für Strahldruckfarben für beschichtete oder unbeschichtete Metallsubstrate, wie z.B. Aluminium-, Stahl-und verzinnte Stahldosen, welche für die erwähnten Bestand-65 teile spezielle funktionelle Erfordernisse zweckmässig machen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Erzielung einer zufriedenstellenden Ausgewogenheit der funktionellen Erfordernisse der Druckfarbe. Aus diesem Grunde werden Although jet inks contain a colorant, a solvent and a binder in the same way as conventional inks, these constituents in jet inks should meet other requirements in addition to those required for conventional inks. This applies in particular to jet printing inks for coated or uncoated metal substrates, e.g. Aluminum, steel and tinned steel cans, which make special functional requirements appropriate for the above-mentioned 65 parts. The present invention enables a satisfactory balance of the functional requirements of the printing ink to be achieved. For this reason

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die speziellen funktionellen Erfordernisse der verschiedenen genheit der Verdampfungseigenschaften zwischen diesen ein- the special functional requirements of the various types of evaporation properties between these

Druckfarbenbestandteile beim Strahldrucken von Metall wei- ander widersprechenden Erfordernissen ergeben. Ink components in the jet printing of metal result in conflicting requirements.

ter unten näher erörtert. Je nach der Art des Substrats, auf welches die Farbe ge- discussed in more detail below. Depending on the type of substrate on which the color is

Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass die gesamte druckt werden soll, ist es vorteilhaft, ein Lösungsmittel zu It has already been noted that the whole should be printed, it is advantageous to add a solvent

Druckfarbe eine sehr niedrige Viskosität aufweisen sollte. Zu- s verwenden, welches das Wachs oder den anderen Belag auf friedenstellende Resultate sind leicht mit Druckfarben erhält- dem Substrat durchdringt, um die Haftung und die Abriebbe- Ink should have a very low viscosity. To use, which the wax or the other covering on satisfactory results are easily penetrated with printing inks received substrate, in order to the adhesion and the abrasion

lich, die eine Viskosität bis zu ungefähr 20 cp bei 25 °C auf- ständigkeit der Druckfarbe zu verbessern. Lich to improve the viscosity of the ink up to about 20 cp at 25 ° C.

weisen. Es ist sogar möglich, mit Druckfarben zu arbeiten, die Die neuen Strahldruckfarben zeigen auf den verschiedeneine Viskosität besitzen, die an 25 cp heranreicht. Jedoch wird sten Substraten eine vorzügliche Haftung. Die erfindungsge-das Strahldrucken immer schwieriger, wenn die Druckfarben- 10 mässen Strahldruckfarben können dadurch hergestellt wer-viskosität zunimmt. Eine Viskosität von 2-5 cp wird als opti- den, dass man einen geeigneten Elektrolyt einem Druckfar-mal angesehen. Da die Harzkomponente die Viskosität des benträger zugibt, der als wesentliche Komponente einen sehr Lösungsmittelmediums steigert, ist es zweckmässig, ein Harz hohen Gewichtsprozentsatz an Harz oder Harzgemisch als zu verwenden, das in Lösungsmitteln bei Anwesenheit in ei- Lösung in einem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch nem hohen Prozentsatz eine sehr niedrige Viskosität ergibt, 15 enthält, so dass im allgemeinen eine Viskosität im Bereich von um jegliche unerwünschte Viskositätserhöhung beim Mischen 1,5 bis 12 cp erhalten wird, und der mit Fettölen und verschie-zu vermeiden. denen anderen Ölen, Harzen, Firnissen, Lösungsmitteln usw., Die Harzkomponente einer für beschichtetes oder unbe- die üblicherweise als Druckfarbenbestandteile verwendet wer-schichtetes Metall geeigneten Druckfarbe sollte ebenfalls ver- den, verträglich ist und der weiterhin nötigenfalls mit Pigmen-schiedene Erfordernisse erfüllen. Von besonderer Wichtigkeit 20 ten, Streckmitteln und/oder anderen Hilfsmitteln gemahlen ist das Vermögen des Harzes, an der beschichteten oder unbe- werden kann und diese dispergiert. point. It is even possible to work with inks that have the new jet inks that have different viscosities that approach 25 cp. However, most substrates will have excellent adhesion. The jet printing according to the invention is becoming more and more difficult if the printing inks can be produced and the viscosity increases. A viscosity of 2-5 cp is considered to be a suitable electrolyte for a printing process. Since the resin component adds the viscosity of the vehicle, which, as an essential component, increases a very solvent medium, it is expedient to use a resin with a high percentage by weight of resin or resin mixture which is high in solvents in the presence of an egg solution in a solvent or solvent mixture Percentage gives a very low viscosity, 15 contains, so that in general a viscosity in the range of around any undesirable increase in viscosity when mixing 1.5 to 12 cp is obtained, and that with fatty oils and various to avoid. other oils, resins, varnishes, solvents, etc., The resin component of a printing ink suitable for coated metal or one which is usually used as printing ink constituents should also verden, is compatible and, if necessary, also meet various requirements with pigments. Of particular importance is the ability of the resin to be coated or uncoated and to disperse it, such as extenders and / or other auxiliaries.

schichteten Metalloberfläche, auf welche die Druckfarbe auf- Die Herstellung der erfindungsgemässen Strahldruck-gebracht wird, zu haften und diese starke Haftung unter den färbe unterliegt keinen kritischen Beschränkungen hinsichtverschiedensten Feuchtigkeits- und Temperaturbedingungen lieh der Ausgangsmaterialien und des Mischverfahrens, ausbeizubehalten. Wenn die Druckfarbe auf die Metalloberflä- 25 ser dass die Trägerkomponente einen geeigneten Elektrolyten che aufgebracht wird, dann sollte sie «nass» sein, d.h. an der enthalten sollte. Herkömmliche Rohmaterialien, die in flüssi-beschichteten oder unbeschichteten Metalloberfläche haften, gen Druckfarben verwendet werden, wie z.B. Fettöle, Harze, auch in Gegenwart geringer Feuchtigkeitsmengen. Ausser- Firnisse, Lösungsmittel usw., können nach Wunsch in opti-dem sollte sie einen hohen Grad von Feuchtefestigkeit auf- malen Mengen je nach dem für die Druckfarbe vorgesehenen weisen, um nicht nur die Haftung auf dem Metall zu bewah- 30 Zweck einverleibt werden. layered metal surface on which the printing ink is applied - the production of the jet printing according to the invention is to be adhered to and this strong adhesion under the coloring is not subject to any critical restrictions with regard to the most varied moisture and temperature conditions lent to the starting materials and the mixing process. If the ink is applied to the metal surface using a suitable electrolyte, then it should be "wet", i.e. at which should contain. Conventional raw materials that adhere to liquid-coated or uncoated metal surfaces are used against printing inks, e.g. Fatty oils, resins, even in the presence of small amounts of moisture. In addition to varnishes, solvents, etc., if desired, they should have a high degree of moisture resistance depending on the amount intended for the printing ink, in order not only to retain the adhesion to the metal for the intended purpose .

ren, sondern auch das Färbemittel, das wasserempfindlich sein kann, vor den Einflüssen der Feuchtigkeit zu schützen, Es gibt keinerlei Beschränkung in der Verwendung der die zu einer Ausblutung des Färbemittels in umgebende Be- Färbemittel. Die einzige Beschränkung besteht darin, dass reiche führen kann. der Farbstoff oder das Pigment mit dem verwendeten Harz, Die Harzkomponente sollte ausserdem in dem Lösungs- 35 Elektrolyt und Lösungsmittel verträglich sein sollte. Einige mittelmedium sehr leicht löslich sein, um eine stabile Lösung der als Färbemittel geeigneten Farbstoffe sind basische Farbniedriger Viskosität zu ergeben, so dass wirksame Mengen der stoffe, saure Farbstoffe, Farbstoffbasen, Dispersionsfarb-Harzkomponente in dem Lösungsmittel aufgelöst werden stoffe oder Pigmente. Es gibt keinerlei Beschränkung hinkönnen, ohne dass die Viskosität der Zusammensetzung über- sichtlich der Menge des Färbemittels. Die einzige Beschrän-mässig steigt. In ähnlicher Weise sollte die Elektrolytkompo- 40 kung liegt in der Löslichkeit des Färbemittels in den für die nente, die gemäss einer bevorzugten Ausführungsform in der Druckfarben verwendeten Lösungsmitteln, erfindungsgemässen Druckfarbe anwesend ist, bei Konzen- Auch gibt es keinerlei Beschränkung hinsichtlich der Art trationen wesentlich unterhalb ihrer Löslichkeitsgrenze wirk- des in der Druckfarbe verwendeten Lösungsmittels. Die einsam sein, um die gewünschten Tröpfchenablenkungseigen- zige Beschränkung liegt in der Einwirkung auf Maschinenbe-schaften ohne Gefahr einer Ausfällung und einer Verstopfung 45 standteile. Einige Lösungsmittel, die für diese Druckfarben des Systems zu erreichen. geeignet sind, sind Alkohole, Ketone, Äther, Ester, Kohlen-Ferner sollte das Harz ein ausreichendes Lösungsmittel- Wasserstoffe, Glykol und Glykoläther. Natürlich hängt die freigabevermögen besitzen, so dass auf einem gegebenen Sub- Auswahl des Lösungsmittels vom ausgewählten Harz oder strat die gewünschte Trocknungsgeschwindigkeit erzielt wird. Harzgemisch und der gewünschten Verdampfungsgeschwin-Damit ein Lösungsmittelmedium in einer Formulierung einer 50 digkeit und der zu bedruckenden Substrattype ab. Weiterhin Strahldruckfarbe für ein gegebenes Substrat wirksam ist, hängt die Lösungsmittelauswahl davon ab, ob ein Eindringen sollte es leicht ausreichende Mengen der Harzkomponente, in das Substrat erwünscht ist oder nicht. ren, but also to protect the colorant, which may be water sensitive, from the effects of moisture, there is no restriction in the use of the colorants to bleed out of the surrounding colorant. The only limitation is that rich can lead. the dye or pigment with the resin used. The resin component should also be compatible in the solution electrolyte and solvent. Some medium medium can be very easily soluble in order to provide a stable solution of the dyes suitable as colorants are basic inks of low viscosity, so that effective amounts of the substances, acidic dyes, dye bases, emulsion paint resin component are dissolved in the solvent substances or pigments. There is no limitation without the viscosity of the composition being clear about the amount of colorant. The only restricted increase. Similarly, the electrolytic component should lie in the solubility of the colorant in the ink, which is present for the solvent that is used according to a preferred embodiment in the printing inks, in accordance with the invention below the solubility limit of the solvent used in the printing ink. The lonely restriction to the desired droplet deflection lies in the effect on machine work without the risk of precipitation and constipation. Some solvents are required for these inks to achieve the system. are suitable are alcohols, ketones, ethers, esters, carbon-Furthermore, the resin should be a sufficient solvent-hydrogens, glycol and glycol ether. Of course, the ability to release depends on, so that on a given sub-selection of the solvent from the selected resin or strat the desired drying rate is achieved. Resin mixture and the desired evaporation rate - So a solvent medium in a formulation of 50 digkeit and the type of substrate to be printed. Furthermore, jet printing ink is effective for a given substrate, the choice of solvent depends on whether penetration should be sufficient amounts of the resin component in the substrate or not.

des Färbemittels und anderer ggf. anwesender Komponenten, Die Geschwindigkeit, mit der eine kontaktfrei zu verar- the colorant and other components that may be present, the speed at which a

wie z.B. eines Elektrolyts, auflösen, um die gewünschte Haft- beitende Druckfarbe trocknet, hängt von der Verdampfungs-ung, Leitfähigkeit und Farbkraft der Druckfarbenzusammen-55 geschwindigkeit der anwesenden Lösungsmittel und der Lö- such as. of an electrolyte, in order to dry the desired adhesive, depends on the evaporation, conductivity and color strength of the printing ink, the speed of the solvents present and the

setzung zu erreichen. Da ausserdem ein gewisser Grad von sungsmittelabgabecharakteristiken der in einer Druckfarbe to achieve settlement. Because there is also some degree of fluid delivery characteristics in an ink

Verdampfung des Lösungsmittels in den Druckfarbenzuführ- anwesenden Harze ab. So ist es möglich, Druckfarben mit und Druckfarbenrückführsystemen auftritt, wodurch die sehr hoher Trocknungsgeschwindigkeit durch Verwendung Evaporation of the solvent in the resins present in the ink supply. So it is possible to use printing inks and ink return systems, thereby reducing the very high drying speed

Feststoffkonzentration in der Druckfarbe gesteigert wird, sehr rasch verdampfender Lösungsmittel bis zu vollständig sollte das Lösungsmittel eine ausreichende Lösekraft aufwei- 60 nicht-trocknenden Druckfarben durch Verwendung von sen, um eine Ausfällung in dieser Situation zu verhindern. nichtverdampfenden Lösungsmitteln oder nicht-trocknenden Solids concentration in the printing ink is increased, very rapidly evaporating solvents up to completely, the solvent should have sufficient solvent power on 60 non-drying printing inks by using sen to prevent precipitation in this situation. non-evaporating solvents or non-drying

Zwar ist eine Verdampfung des Lösungsmittels aus den Komponenten zu formulieren. Evaporation of the solvent from the components must be formulated.

Druckfarbenzuführ- und Druckfarbenrückführsystemen im Damit die Druckstrahltröpfchen, die vom Drucker abge- Ink supply and ink return systems in the so that the ink jet droplets, which are removed from the printer

allgemeinen unerwünscht, aber es ist von Vorteil, wenn das geben werden, die richtige elektrische Ladung aufnehmen und generally undesirable, but it is beneficial if that will give the correct electrical charge and

Lösungsmittel mit der gewünschten Geschwindigkeit aus dem 65 halten, muss die Druckfarbe leitend sein. Die Leitfähigkeit To keep solvent at the desired speed from 65, the ink must be conductive. The conductivity

Druck abdampft, so dass in der erforderlichen Zeit nach dem der Druckfarbe ergibt sich aus ihrem niedrigen Widerstand Pressure evaporates so that in the required time after that of the ink results from its low resistance

Drucken das gedruckte Bild schmier- und feuchtigkeitsfest ist. gegenüber elektrischem Strom. Druckfarben mit einem spezi- Print the printed image is smudge and moisture proof. towards electric current. Printing inks with a

Das Lösungsmittel sollte eine zufriedenstellende Ausgewo- fischen Widerstand bis zu 10 000 Ohm cm sind geeignet. The solvent should have a satisfactory balance resistance up to 10,000 ohm cm are suitable.

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Bevorzugte Elektrolyten für erfmdungsgemässe Druckfarben sind organische Säuren, organische Basen, Salze von organischen Säuren und anorganischen Basen, Salze von organischen Basen und anorganischen Säuren, welche in den Lösungsmitteln löslich sind. Einige Beispiele für solche Elektrolyten sind p-Toluolsulfonsäure, das Natriumsalz von p-Toluolsulfonsäure, das Natriumsalz von Propionsäure und Dimethylamin-hydrochlorid. Preferred electrolytes for printing inks according to the invention are organic acids, organic bases, salts of organic acids and inorganic bases, salts of organic bases and inorganic acids, which are soluble in the solvents. Some examples of such electrolytes are p-toluenesulfonic acid, the sodium salt of p-toluenesulfonic acid, the sodium salt of propionic acid and dimethylamine hydrochloride.

Die Harzkomponente ist für die erfmdungsgemässe Druckfarbe von ausserordentlicher Wichtigkeit und wird je nach der Substratart und nach den Eigenschaften, die das bedruckte Substrat besitzen soll, ausgewählt. Ein geeignetes Harz oder eine geeignete Harzkomponente wird aus den folgenden Harztypen ausgewählt. The resin component is of extraordinary importance for the printing ink according to the invention and is selected depending on the type of substrate and on the properties which the printed substrate should have. A suitable resin or resin component is selected from the following types of resins.

Geeignet sind synthetische, halbsynthetische und natürliche Harze, d.h. also Polymerisations- wie auch Polykonden-sations-wie auch Polyadditionsprodukte. Im Prinzip können alle Harze verwendet werden, die in der Druckfarbenindustrie und Anstrichfarbenindustrie üblich sind, wie sie beispielsweise in den Lackrohmaterialtabellen von Karstne (4. Auflage, Hannover 1967) und in dem Werk von Wagner und Sarx über Lackharze (4. Auflage, München 1959) beschrieben sind. Synthetic, semi-synthetic and natural resins are suitable, i.e. So polymerization as well as polycondensation as well as polyaddition products. In principle, all resins can be used that are common in the printing ink and paint industry, such as, for example, in the paint raw material tables from Karstne (4th edition, Hanover 1967) and in the work of Wagner and Sarx on coating resins (4th edition, Munich 1959 ) are described.

Beispiele für geeignete Harze sind in der Folge angegeben: Kolophonium und Kolophoniumderivate, hydriertes Kolophonium, dimerisiertes oder polymerisiertes Kolophonium, in Form von Calcium- oder Zinksalzen, wobei das Kolophonium mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen verestert ist; mit Harzbildnern, wie z.B. Acrylsäure und Butandiol oder Maleinsäure und Pentaerythrit, modifizierte Kolophoniumharze; die löslichen Phenolharze, die mit Kolophonium modifiziert sind, Harze auf der Basis von Acrylverbindungen, Maleinat-harze, ölfreie Alkydharze, styrolisierte Alkydharze, mit Vi-nyltoluol modifizierte Alkydharze, Alkydharze mit synthetischen Fettsäuren, Leinölalkydharze, Ricinenalkydharze, Ka-storölalkydharze, Sojaölalkydharze, Kokosnussölalkyd-harze, Tallöl- und Fischölalkydharze, acrylierte Alkydharze wie auch Öle und Ölfirnisse. Ausserdem sind geeignet Terpen-harze, Polyvinylharze, wie z.B. Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylacetal, Polyvinylal-kohol, Poly vinyläther und Mischpolymere und Pfropfmischpolymere mit verschiedenen Vinylmonomeren, Polyacryl-harze, Acrylatharze, Polystyrole, Polyisobutylen, Polyester auf der Basis von Phthalsäure, Maleinsäure, Adipinsäure, Se-bacinsäure usw.; Naphthalin/Formaldehyd-Harze, Furan-harze, Ketonharze, Aldehydharze, Polyurethane (insbesondere Urethanprimärprodukte, die nur bei erhöhten Temperaturen aushärten), Epoxidharze (insbesondere Harz/Härter-Gemische, die nur bei erhöhten Temperaturen aushärten) und Präkondensate davon. Schliesslich sind auch geeignet primäre Produkte von ungesättigten Polyesterharzen, Dialkylphtha-lat-Präpolymere, Polyolefine wie Polyäthylenwachs oder Polypropylenwachs, Inden- und Cumaron/Inden-Harze, Carbamid- und Sulfonamidharze, Polyamid- und Polyesterharze, Siliconharze, Kautschuke und Kautschukderivate, wie z.B. Cyclokautschuk und chlorierter Kautschuk, hauptsächlich aber Cellulosederivate, wie z.B. Celluloseester (Nitrocellulose, Celluloseacetat u. dgl.) und ganz besonders Cellulose-äther, wie z.B. Methylcellulose, Hydroxyäthylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Propionitrilcellulose, Äthylcellulose und Benzylcellulose. Die entsprechenden Derivate anderer Polysaccharide können ebenfalls verwendet werden. Examples of suitable resins are given below: rosin and rosin derivatives, hydrogenated rosin, dimerized or polymerized rosin, in the form of calcium or zinc salts, the rosin being esterified with mono- or polyhydric alcohols; with resin formers, e.g. Acrylic acid and butanediol or maleic acid and pentaerythritol, modified rosins; the soluble phenolic resins which are modified with rosin, resins based on acrylic compounds, maleinate resins, oil-free alkyd resins, styrenated alkyd resins, alkyd resins modified with vinyl toluene, alkyd resins with synthetic fatty acids, linseed oil alkyd resins, ricinenalkyd resins, carbonate oil alkyd alkyd resins, carbonate oil alkyd alkyd resins resins, tall oil and fish oil alkyd resins, acrylated alkyd resins as well as oils and oil varnishes. Terpene resins, polyvinyl resins, such as e.g. Polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetal, polyvinyl alcohol, poly vinyl ether and mixed polymers and graft mixed polymers with various vinyl monomers, polyacrylic resins, acrylate resins, polystyrenes, polyisobutylene, polyesters based on phthalic acid, maleic acid, adipic acid, Se-bacic acid, etc. Naphthalene / formaldehyde resins, furan resins, ketone resins, aldehyde resins, polyurethanes (in particular urethane primary products which only cure at elevated temperatures), epoxy resins (in particular resin / hardener mixtures which cure only at elevated temperatures) and precondensates thereof. Finally, primary products of unsaturated polyester resins, dialkyl phthalate prepolymers, polyolefins such as polyethylene wax or polypropylene wax, indene and coumarone / indene resins, carbamide and sulfonamide resins, polyamide and polyester resins, silicone resins, rubbers and rubber derivatives, such as e.g. Cyclo rubber and chlorinated rubber, but mainly cellulose derivatives, e.g. Cellulose esters (nitrocellulose, cellulose acetate and the like) and very particularly cellulose ether, such as Methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, propionitrile cellulose, ethyl cellulose and benzyl cellulose. The corresponding derivatives of other polysaccharides can also be used.

In der Folge ist eine beschränkte Anzahl von Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, es ist jedoch für einen Fachmann klar, dass es noch weitere Abwandlungen innerhalb des Bereichs der Erfindung gibt. A limited number of embodiments of the invention are described below, however, it will be apparent to those skilled in the art that there are still other variations within the scope of the invention.

In den folgenden neuen Beispielen sind die Teile in Gewichtsteilen ausgedrückt. Die Zusammensetzungen wurden durch herkömmliche Verfahren hergestellt. In the following new examples, the parts are expressed in parts by weight. The compositions were made by conventional methods.

s Beispiel 1 s Example 1

Synthetisches Harz auf der Basis von Polyke-ton mit einer Viskosität V auf der Gardner-Holdt-Skala und mit einem Erweichungspunkt von 117 °C, vertrieben als Krumbhaar Resin io K-1717 HMP von der Lawter Chemicals Inc., Chicago, Illinois Methyl-äthyl-keton Methanol p-T oluolsulfonsäure is Methylviolettbase Synthetic resin based on polyke-ton with a viscosity V on the Gardner-Holdt scale and with a softening point of 117 ° C, sold as Krumbhaar Resin io K-1717 HMP by Lawter Chemicals Inc., Chicago, Illinois Methyl- Ethyl ketone methanol pT oluenesulfonic acid is methyl violet base

Beispiel 2 Example 2

Nichtoxydierender Polyester mit einer Viskosi-20 tät S-X auf der Gardner-Holdt-Skala und einem Schmelzpunkt von 75 bis 85 °C, vertrieben als Arochem 650 von Ashland Chemical Company, Columbus, Ohio Methanol 25 Methyl-äthyl-keton p-T oluolsulfonsäure Auraminbase Non-oxidizing polyester with a 20-viscosity S-X on the Gardner-Holdt scale and a melting point of 75 to 85 ° C, sold as Arochem 650 by Ashland Chemical Company, Columbus, Ohio methanol 25 methyl ethyl ketone p-toluenesulfonic acid auramine base

30 Beispiel 3 30 Example 3

Nichtoxydierender Polyester mit einer Viskosität S-X auf der Gardner-Holdt-Skala und einem Schmelzpunkt von 75-85 °C, vertrieben als Arochem 650 von Ashland Chemical Com-35 pany, Columbus, Ohio Methanol Non-oxidizing polyester with a viscosity S-X on the Gardner-Holdt scale and a melting point of 75-85 ° C, sold as Arochem 650 by Ashland Chemical Com-35pany, Columbus, Ohio methanol

Methyl-äthyl-keton p-T oluolsulfonsäure Auraminbase Methyl-ethyl-ketone p-toluenesulfonic acid auramine base

40 40

Beispiel 4 Example 4

Nichtoxydierender Polyester mit einer Viskosität S-X auf der Gardner-Holdt-Skala und ei-45 nem Schmelzpunkt von 75-85 °C, vertrieben als Arochem 650 von Ashland Chemical Company, Columbus, Ohio Methanol Methyl-äthyl-keton 50 p-Toluolsulfonsäure Auraminbase Rohes Kastoröl Non-oxidizing polyester with a viscosity SX on the Gardner-Holdt scale and a melting point of 75-85 ° C, sold as Arochem 650 by Ashland Chemical Company, Columbus, Ohio methanol methyl-ethyl-ketone 50 p-toluenesulfonic acid Auraminbase Rohes castor oil

Krumbhaar 1717 HMP p-Toluolsulfonsäure Methyl-äthyl-keton 60 Methanol Krumbhaar 1717 HMP p-toluenesulfonic acid methyl ethyl ketone 60 methanol

Isopropylalkohol Isopropyl alcohol

Beispiel 5 Example 5

50,00 50.00

65 Krumbhaar 1717 HMP p-T oluolsulfonsäure Methyl-äthyl-keton 65 Krumbhaar 1717 HMP p-toluenesulfonic acid methyl ethyl ketone

Beispiel 6 Example 6

50,00 40,00 2,00 2,00 144,00 50.00 40.00 2.00 2.00 144.00

41,40 41.40

41,40 16,00 1,00 0,20 100,00 41.40 16.00 1.00 0.20 100.00

24,00 24.00

24,00 40,00 5,00 7,00 100,00 24.00 40.00 5.00 7.00 100.00

30,50 30.50

30,50 25,00 0,80 0,20 13,00 100,00 30.50 25.00 0.80 0.20 13.00 100.00

59,40 5,40 40,50 76,50 130,50 312,30 59.40 5.40 40.50 76.50 130.50 312.30

21,87 1,99 14,91 21.87 1.99 14.91

639413 639413

6 6

Methanol 28,15 Methanol 28.15

Isopropylalkohol 20,00 Isopropyl alcohol 20.00

86,92 86.92

Beispiel 7 Example 7

Krumbhaar 1717 HMP 50,00 Curly hair 1717 HMP 50.00

Methyl-äthyl-keton 50,00 Methyl ethyl ketone 50.00

Methanol 40,00 Methanol 40.00

p-Toluolsulfonsäure 2,00 p-toluenesulfonic acid 2.00

Methylviolettbase 2,00 Methyl violet base 2.00

144,00 144.00

Beispiel 8 Example 8

Pentalyn 856 35,00 Pentalyn 856 35.00

Methyl-äthyl-keton 35,00 Methyl ethyl ketone 35.00

Methanol 70,00 Methanol 70.00

m-Benzol-disulfonsäure 0,50 m-benzene disulfonic acid 0.50

Methylviolettbase 1,00 Methyl violet base 1.00

141,50 141.50

Beispiel 9 Example 9

Krumbhaar 1717 HMP 15,00 Curly hair 1717 HMP 15.00

Isopropylalkohol 36,00 Isopropyl alcohol 36.00

Methanol 25,70 Methanol 25.70

Methyl-äthyl-keton 14,00 Methyl ethyl ketone 14.00

MgCl2 2,00 MgCl2 2.00

Rhodaminbase FB 0,80 Rhodamine base FB 0.80

Petrex acid SS 70 A 2,50 Petrex acid SS 70 A 2.50

s 96,00 s 96.00

Beispiel 10 Example 10

Triazin/Formaldehyd-Harz, vertrieben als 41,00 Uformite-336 von Rohm & Haas Chemical io Corp., Philadelphia, Pennsylvania Triazine / formaldehyde resin sold as 41.00 Uformite-336 by Rohm & Haas Chemical io Corp., Philadelphia, Pennsylvania

Methyl-äthyl-keton 86,00 Methyl ethyl ketone 86.00

Heptanon 13,00 Heptanone 13.00

p-Toluolsulfonsäure 2,00 p-toluenesulfonic acid 2.00

Viktoriablaubase 1,00 Victoria blue base 1.00

15 143,00 15 143.00

Die obigen Strahldruckfarben besitzen eine vorzügliche Haftung auf praktisch allen Substraten, was durch einen 20 mehr als 500 st dauernden Überlebenstest demonstriert wurde, eine aussergewöhnliche Abriebbeständigkeit, hervorragende thermotrope Eigenschaften unter Dämpfungsbedingungen und Pasteurisierung sowie eine ausserordentliche Wasserbeständigkeit. The above jet printing inks have excellent adhesion to practically all substrates, which has been demonstrated by a 20 to 500-hour survival test, exceptional abrasion resistance, excellent thermotropic properties under damping conditions and pasteurization, and exceptional water resistance.

C C.

Claims

639 413 PATENT CLAIMS

(1) systems operating at high frequency, pressure and with electrostatic deflection;

1. Printing ink which is suitable for jet printing, characterized in that it essentially consists of a solution which contains the following:

(a) a resin or resin mixture in an amount up to 80 percent by weight,

(b) a colorant in an amount up to 10 percent by weight,

(c) an electrolyte in an amount up to 10 percent by weight,

(d) a solvent or mixture of solvents.

(2) low frequency, pressure, and electrostatic locking and deflection systems; and

2nd

26. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a urethane resin.

27. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a hydrocarbon resin.

5 28. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a shellac.

29. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a vegetable oil.

30. Printing ink according to claim 1, characterized

io records that the electrolyte is an acid.

31. Printing ink according to claim 1, characterized in that the electrolyte is p-toluenesulfonic acid.

32. Printing ink according to claim 1, characterized in that the electrolyte is an alkali base.

15 33. Printing ink according to claim 1, characterized in that the electrolyte is triethanolamine.

34. Printing ink according to claim 1, characterized in that the electrolyte is a salt of an acid and a base.

20 35. Printing ink according to claim 1, characterized in that the electrolyte is the sodium salt of p-toluenesulfonic acid.

36. Printing ink according to claim 1, characterized in that the electrolyte is a magnesium chloride.

25 37. Printing ink according to claim 1, characterized in that the electrolyte is ammonium formate.

38. Printing ink according to claim 1, characterized in that the coloring agent is an acid dye.

39. Printing ink according to claim 1, characterized

30 indicates that the colorant is a reactive dye.

40. Printing ink according to claim 1, characterized in that the colorant is a disperse dye.

41. Printing ink according to claim 1, characterized in that the coloring agent is a basic dye.

35 42. Printing ink according to claim 1, characterized in that the colorant is a dye base.

43. Printing ink according to claim 1, characterized in that the colorant is a pigment.

44. Printing ink according to claim 1, characterized

40 indicates that the colorant is a fluorescent compound that is visible under UV radiation.

45. Printing ink according to claim 1, characterized in that the solvent is an alcohol.

46. Printing ink according to claim 1, characterized

45 indicates that the solvent is an ether.

47. Printing ink according to claim 1, characterized in that the solvent is a ketone.

48. Printing ink according to claim 1, characterized in that the solvent is a hydrocarbon.

50 49. Printing ink according to claim 1, characterized in that the solvent is an ester.

50. Printing ink according to claim 1, characterized in that the solvent is a glycol.

51. Printing ink according to claim 1, characterized

55 indicates that the solvent is a glycol ether.

52. Printing ink according to claim 1, characterized in that the solvent is water.

53. Printing ink according to claim 1, characterized in that the solvent is a halogenated compound

60 manure.

54. Printing ink according to claim 1, characterized in that the solvent is an aldehyde.

55. Printing ink according to claim 1, characterized in that the solvent is an ether alcohol.

65 56. Printing ink according to claim 1, characterized in that the solvent is an acid.

57. Printing ink according to claim 1, characterized in that the solvent is a nitrii.

3rd

639 413

58. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is an acrylonitrile resin.

59. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a polyether.

60. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a chlorinated polyolefin.

61. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a polycarbonate.

62. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a styrene / maleic anhydride.

63. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a shellac resin.

Although the concept of recording an experimental process using a jet of ink according to Lord Kelvin dates back to around 1800, it has only been within the past 20 years that technically useful devices that operate on the principle of “jet printing” have been made available . A number of different electronically controlled color beam attempts have been made to develop technically useful devices. Since both economic constraints and environmental requirements affect the cost of printing processes that use fast-running, relatively noisy mechanical devices, devices based on the "color-jet principle" have found increasing acceptance.

There are three basic ways to create ink droplets:

2. Printing ink according to claim 1, characterized in that the amount of resin or resin mixture is between 10 and 80 percent by weight, and that it has a viscosity between 1.50 and 25.0 cp at 25 ° C.

3. Printing ink according to claim 1, characterized in that the amount of resin or resin mixture is between 15 and 50 percent by weight, and that it has a viscosity between 1.75 and 5.0 cp at 25 ° C.

4. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a phenolic resin.

5. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a phenolic resin modified with rosin.

6. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a rosin-modified maleic resin.

7. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a rosin-modified fumaric resin.

8. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a polyester.

9. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a rosin.

10. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a urea / formaldehyde resin.

11. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a melamine / formaldehyde resin.

12. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a rubber resin.

13. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a polyketone.

14. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a silicone resin.

15. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is an acrylic resin.

16. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a cellulose polymer.

17. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a triazine resin.

18. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a polyvinyl resin.

19. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a polyvinylidene chloride.

20. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is an acrylic resin.

21. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is an epoxy resin.

22. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a terpene resin.

23. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a terpene resin modified with phenol.

24. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is an alkyd resin.

25. Printing ink according to claim 1, characterized in that the resin is a polyamide.

(3) Systems that work with low to medium frequency, without pressure and with impulses or according to the ink-on-demand principle.

Inks suitable for jet printing or “jet inks” - as they will be referred to below - have been developed, which work satisfactorily with a limited number of substrates. The main reason that they are not generally applicable is the lack of a sufficient amount of binder in the printing ink in order to achieve suitable printing behavior, suitable adhesion and other suitable application properties.

In order for a printing ink to work satisfactorily in a jet printing system, it should result in a constant drop opening length, drop speed and drop charge under the set operating conditions of the device. To achieve this, the ink should meet stringent requirements in terms of viscosity, resistivity, solubility, component compatibility, stability and anti-skinning properties and should dissolve in a suitable solvent for rapid cleaning of the device components with the least possible effort.

It has been found that in the jet printer described in U.S. Patents 3,465,350 and 3,465,351, inks with a viscosity of 20 cp behave satisfactorily depending on the nozzle used. However, inks with lower viscosities behave much better. However, the resistivity of the printing ink should be up to 10,000 ohm cm for satisfactory work.

In addition, it is important that in a jet printing system in which the printing ink is returned for reuse, it can be brought back to its original form by adding precise amounts of solvents and components which have been lost during the cycle.

Finally, the printing inks should have suitable printability for the intended application, so that they are suitable for the substrate and printer in question. In particular, inks for non-contact printing are subject to a number of restrictions imposed by the printer.