CS239658B1 - Fluorescenční inkoust pro tisk na papír s využitím tryskových tiskáren - Google Patents

Abstract

Vynáles spočívá vtom, že kapalina pro tlak jako fixační složku obsahuje 1 až 5 % hmotnosti vodorozpuetné polymerní látky s relativní molekulovou hmotností 10^ až 107, a výhodou alkalizovaný kopolymer styren-maleinanhydridu nebo polyvinylalkohbl, nebo aměa obou uvedených látek v hmotnostním poměru od 1 : 2do2 : I, s výhodou 1:1, jako fluorescenční látky obsahuje 0,1 až 1 % hmotnosti směsi sodná nebo amonní aoli fluoresceinu a rhodamlnu v poměru 10 : 1 až 1 i 1, jako fluorescenční atimplátor obsahuje 0,1 až 2 % hmotnosti zjaanovača na bázi sodná aoli 4,4 -bis-/triazinylamino-stílben/-2.2 -disulfonové kyseliny, nebo 7-amlno-4-metnylkumarinu, natco organická rozpouštědlo obsahuje 2 až 15 * hmotnosti jednou nebo dvakrát aikoxylovanáho monoaž triethylenglykolu 8 počtem atomů uhlíku valkoxyskupinách 1 až 4, jako aodlfikátor povrchového napětí obsahuje 5 až 30 % hmotnosti alkylarylsulfonátu sodného a počtea atoaů uhlíku v alkanická části molekuly 1 až 14 nebo alkylsulfátu sodného a počtem atoaů uhlíku 4 až 16 nebo alkylalkoxisulfátu aodnáho a počten elkoxyjednotek 2 až 6 a a počtea atoaů uhlíku v alkylu 6 až 16 nebo jejich anSai, přičemž zastoupení každá jednotlivá složky modlflkátoru povrchového napětí vůči druhé naho 1 vůči druhá a třetí je rovno nebo vySBÍ neS 5 % relativních, dálo obsahuje 0,1 až 2 S hmotnosti amoniaku nebo ethanolanlnu a primární, sekundární ■ nebo terciární aainoakupinou, popřípadě ekviaolární směsi uvedených bazických sloučenin nebo aaBsi nejméně jedná látky z uvedených bází β halogenidem nebo octanem jed nomocného kationtu, 8 výhodou s chloridem nebo octanem amonným, v hmotnostním poměru 1 : 0,005 až 1 : 1, a výhodou 1 : 0,1 až 1 : 0.5, a 55 až 90 % hmotnosti vody.

Description

(54) Fluorescenční inkoust pro tisk na papír s využitím tryskových tiskáren

Vynáles spočívá vtom, že kapalina pro tlak jako fixační složku obsahuje 1 až 5 % hmotnosti vodorozpuetné polymerní látky s relativní molekulovou hmotností 10^ až

10⁷, a výhodou alkalizovaný kopolymer styren-maleinanhydridu nebo polyvinylalkohbl, nebo aměa obou uvedených látek v hmotnostním poměru od 1 : 2do2 : I, s výhodou 1:1, jako fluorescenční látky obsahuje 0,1 až 1 % hmotnosti směsi sodná nebo amonní aoli fluoresceinu a rhodamlnu v poměru 10 : 1 až 1 i 1, jako fluorescenční atimplátor obsahuje 0,1 až 2 % hmotnosti zjaanovača na bázi sodná aoli 4,4 -bis-/triazinylamino-stílben/-2.2 -disulfonové kyseliny, nebo 7-amlno-4-metnylkumarinu, natco organická rozpouštědlo obsahuje 2 až 15 * hmotnosti jednou nebo dvakrát aikoxylovanáho monoaž triethylenglykolu 8 počtem atomů uhlíku valkoxyskupinách 1 až 4, jako aodlfikátor povrchového napětí obsahuje 5 až 30 % hmotnosti alkylarylsulfonátu sodného a počtea atoaů uhlíku v alkanická části molekuly 1 až 14 nebo alkylsulfátu sodného a počtem atoaů uhlíku 4 až 16 nebo alkylalkoxisulfátu aodnáho a počten elkoxyjednotek 2 až 6 a a počtea atoaů uhlíku v alkylu 6 až 16 nebo jejich anSai, přičemž zastoupení každá jednotlivá složky modlflkátoru povrchového napětí vůči druhé naho 1 vůči druhá a třetí je rovno nebo vySBÍ neS 5 % relativních, dálo obsahuje 0,1 až 2 S hmotnosti amoniaku nebo ethanolanlnu a primární, sekundární nebo terciární aainoakupinou, popřípadě ekviaolární směsi uvedených bazických sloučenin nebo aaBsi nejméně jedná látky z uvedených bází β halogenidem nebo octanem jed nomocného kationtu, 8 výhodou s chloridem nebo octanem amonným, v hmotnostním poměru 1 : 0,005 až 1 : 1, a výhodou 1 : 0,1 až 1 : 0.5, a 55 až 90 % hmotnosti vody.

239658 2

Vývoj v oblasti psacích strojů, kódovacích jednotek a tiskařských zařízení pokročil natolik, že dosavadní provozní kapaliny /inkousty, registrační barvy, razítkové barvy/ nevyhovují speciálním požadavkům, které jsou na ně kladeny.

Inkoust či registrační barva musí mít vedle krycích, reaktivních resp. protioděrových vlastností ještě navíc definované povrchové napětí, elektrickou vodivost, luminiscenční schopnosti atd., protože se vývojem dospělo ke kvalitativně novým principům tisku.

Principem tzv. tryskových psacích strojů a tiskáren /tzv. ink jet Systems/ je záznam paprsku inkoustu, který je vystřelován tryskou frekvencí danou zdrojem, elektricky nabit a vychylován v elektrickém poli řízeném počítačem. Podle programu se pohybuje tryska podál válce s papírem a řízený paprsek kreslí tvar písmena nebo znaku rychlostí až 60 km/hod. Jinou variantou je stabilní tryska a pohybující se papír, jako je tomu např. v kódovacích systémech pro automatické třídění poštovních zásilek. U těchto zařízení je nevíc nezbytné použití intenzívně fluoreskujících inkoustů, protože na principu fotoelektrickáho snímání fluorescenčního záření excitovaného ultrafialovým zdrojem je řešena elektronika, která ovládá mechanismus tříděni zásilek. Další novou společnou vlastností inkoustů pro tyysková psací systémy je nepřítomnost mechanických nečistot až do i 0,2 jum a odolnost proti vysychání v trysce při odstavení stroje.

Inkousty pro tryskový tisk jsou připraveny na vodná nebo organická bázi. Principiálně jsou to pravé roztoky barviv s množstvím různých přísad. Tak např. proti zasychání inkoustu v trysce se doporučuje glycerín, resp. glykoly, ale nelze překročit koncentraci, která by působila nepřípustná zvýšení viskozity.

Protože inkoust v zařízeních obvykle cirkuluje, je nebezpečí zvyšování viskozity odparem těkavějších složek, které by proto měly být nosnou složkou systému. Dále musí být přítomny složky schopná ionizaci v elektrickém poli, což jsou obecně anorganické soli nebo jejich směsi v koncentracích dó 2 % hmotnosti. Protože se používá celá škála barviv, která nejsou vždy dostatečně fixována na celulózový podklad, je běžná použití polymerních složek různého chemického složení, které lépe fixují barevné složky na papír.

V inkoustech pro tryskové systémy jsou často přítomny také solubilizační složky, jako je N-metyl-2-pyrolidon, N-vinylpyrolidon atd., obvykle v koncentracích v 0,5 až 4 % hmotnosti. Jako baktericidnl přísady se používá například 6-acetoxy-2,4-dimetyl-m-dioxan, jako přibady k úpravě pH se přidávají nátěkavá etanolaminy /2 až 10 %/, protože funkční oblast použi.tých barviv leží často v alkalická oblasti. Stabilita, která je důležitým požadavkem při použití, je velmi důležitým parametrem jakosti inkoustu, protože vylučování složek v podobě zákalu či přímo úsad znemožňuje provoz ucpáváním tryskových cest. Zvlážtě závažná je proto volba vhodného polymerního systému, protože např. deriváty celulózy mají sklon ke změnám viskozity a tvorbě úsad interakcí s reaktivními barvivý. Podle patentu US 3 846 141 obsahuje inkoust 0,5 až 7 % vodorozpustného barviv·, 5 až 40 % směsi nižěího alkoxytriglykolu a jedné látky ze skupiny polyethylenglykolu, s molekulovou hmotností 600, polypropylenglykolu s molekulovou hmotností 425, alkyletherethylenglykolu a dalží.

Kompozice má podle složení viskositu 0,1 až 1 cPas /25 °C/ a specifický odpor menší než 150 es¹'. Jako solubilizační složka ke stabilizaci barviv ve vodném roztoku je přítomen N-metyl-2-pyrolidon do 5 % hmotnosti. Inkoust pro tryskový tisk podle patentu US 4 176 361 obsahuje vodorozpustně barvivo v koncentraci 2 až 12 % hmotnosti ve směsném rozpouštědle /40 až 80 %/ a vodě.

Rozpouštědlo je směsí některých z dále uvedených látek: ethylenglykol, propylenglykol, trlmethylenglykol, glycerin, 1,3; 2,3 nebo 1,4-butandiol atd. Směs dále obsahuje antiseptickou přísadu a do 1 # hmotnosti neionogenní povrchově aktivní látky.

239658 Autoři inkoustu podle patentu US 4 170 482 doporučují jako vodorozpustné organická rozpouštědla hydroxylované nebo alkoxylované acetylenické struktury, která dávají výrobku lepSí provozní vlastnosti jako je jemný tisk, možnost modulace síly záznamu elektrickým polem atd.

Látky typu permetylovaného tetraethylenpentaminu dodávají podle patentu US 4 155 768 resp. US 4 197 135 inkoustům pro tryskový tisk odolnost proti smytí vodou.

Nezbytná je přítomnost solí schopných ionizace pro úpravu Vodivosti resp. specifického odporu Inkoustových kompozic, jako je např. Glauberova sůl, chlorid sodný /US patent 4 196 006/, rhodanid draselný /patent US 4 070 322/.

Dále jsou patentovány nejrůznějěí barevné kombinace komerSních barviv a cílem dosáhnout žádaného Odstínu /patenty US 4 184 881, US 197 135/.

Uvedené inkousty pro tryskový tisk mají některé nevýhody zvláště v systémech, kde dlouhodobě cirkulují a jsou přístupné vlivům prostředí jako je vzduěný oxid ůhllěitý, prach z celulózových vláken a papírenských plniv.

Praktickým důsledkem těchto negativních vlivů je pokles kvantového výtěžku.fluorescence, vzestup viskozity nad únosnou mez, ztráta elektrických vlastností, což mé za následek, nutnost výměny inkoustové náplně v agregátu.

Výěe uvedené nevýhody nemá fluorescenění inkoust pro tisk na papír s využitím tryskových tiskáren podle vynálezu, jehož podstata spoěívá v tom, že jako fixaění složku obsahuje 1 až 5 * hmotnosti vodorozpustné polymerní látky s relativní molekulovou hmotností 10^ až 10L β výhodou alkalizovaný kopolymer styren-maleinanhydridu nebo polyvinylalkohol, nebo směs obou uvedených látek v hmotnostním poměru od 1 : 2 do 2 : 1, s výhodou 1:1, jako fluorescenční látky obsahuje 0,1 až1 % hmotnosti směsi sodné nebo amonné soli fluoresceinu a rhodaainu v poměru 10 ; 1 až 1 : 1, jako flurescenční.stimulátor obsahuje 0,1 až 2 % hmotnosti zjasňovače na bázi sodné soli 4,4'-bis-/triazinylaminostilben/-2,2'-éisulfonové kyseliny, nebo 7-amino-4-aethylkuaarinu, jako organické rozpouětědlo obsahuje 2 až 15 % hmotnosti jednou nebo dvakrát alkoxylovaného mono- až triethylenglykolu s počtem atomů uhlíku v alkoxyskupinéch 1 až 4, jako modifikátor povrchového napětí obsahuje 5 až 30 % hmotnosti alkylarylsulfonétu sodného s počtem atomů uhlíku v alkanické části molekuly 1 až 14 nebo alkylsulfétu sodného s počtem atomů uhlíku 4 až 16 nebo elkylelkoxysulfétu sodného s počtem elkoxyjednotek 2 až 6 s počtem atomů uhlíku v alkylu 6 až 16 nebo jejich směsi, přičemž zastoupení každé jednotlivé složky modifikétoru povrchového napětí vůči druhé nebol vůči druhé a třetí je rovno nebo vyěěí než 5 í relativních, a déle obsahuje 0,1 až 2 % hmotnosti amoniaku nebo ethanolaminu a primární, skundérní nebo terciární aminoskupinou, popřípadě ekvimolérní směsi uvedených bazických sloučenin nebo směsi nejméně jedné látky z uvedených bází a halogenidea nebo octanea jednomocného katlontu, s výhodou a chloridem nebo octanem amonným, v hmotnostním poměru 1 : 0,005 až 1 : 1, a výhodou 1 : 0,1 až 1 : 0,9, a 55 až 90 % hmotnosti vody.

Prostředek podle vynálezu je výjimečně stabilní směs a velmi vysokým kvantovým výtěžkem fluorescence v oblasti 560 na, až o 50 % vyěěím než u doposud známých prostředků.

Vysoká stability bylo dosaženo mimo jiná táž použitím polymerní kompozice s význačnou funkcí sodných, draselných resp. amonných kationtů Vázaných na polymerním řetězci.

Její funkce se příznivě projevuje též ve tvorbě velmi homogenních povrchových filmů, která jsou schopny dlouhodobě zajistit vysoký výtěžek fluorescence. Složení přípravku je blíže objasněno na následujících příkladech provedení.

Příklad 1

680 g alkalizovaného styren-maleinanhydridového polymeru ae rozpustí ve 2 1 destilovaná horká vody /rozotk 1/. Samostatně se rozpustí 80 g fluoresceinu - kyseliny ve 100 ml čpavku /26 %/, /roztok 2/, 14 g rhodaminu v 500 ml horké vody /roztok 3/ a 200 g sodné soli 4,4*-bis-/triazinylamino-/-stilben-2,2*disulfonové kyseliny v 5 1 horké vody /roztok 4/. Déle se ke 2 1 ethylenglykolmonoethyléteru přidá 6 1 dest. vody, 300 ml amoniaku /26 %/,

1 40% roztoku C,₂-alkyl-Cg aryl-sulfonanu sodného (roztok 5).

Získaných pět transparentních roztoků je smícháno v pořadí: 5, 2, 3, 4, 1j přičemž obzvláště pomalu a za stálého míchání při 50 °C se provádí poslední mísící krok. Získaná kompozice se doplní vodou na 20 1 a zfiltrují se keramickou fritou S3< Získá se čirá, v průhledu vínově červená kapalina a intenzivní oranžovou fluorescencí při excitaci zářením o vlnové idélce 360 pm. Je vhodná hlavně pro tryskové tiskárny linek určených k automatickému tříděni poštovních zásilek.

Příklad 2

0,7 g rhodaminu se rozpustí v 50 ml destilované vodě, přidá se 20 ml čpavku /26 %/ a 4 g fluoresceinu - kyseliny. Po dokonalém rozpuštění se přidá 80 g dodecylfenylsíranu sodného a směs se za teploty 60 °C zhomogenizuje. Získaný červený roztok se smíchá s roztokem obsahujícím 10 g 4,4'-bis-/triázlnylamino-/-stilben-2,2'disulfonanu sodného, 34 g polyvinylalkoholu v 500 ml destilované vody, 90 ml etylenglykolmonoetyletheru a ,0 ml diethylenglykoldietyláteru. Získaný transparentní roztok se doplní destilovanou vodou na 1 1 a filtruje se přes keramickou fritu S3· V porovnání s příkladem č. 1 se produkt vyznačuje sníženou pěnivottí.

Příklad 3 g ekvimolární směsi C₁g-alkylbenzensulfoftan-Na, C₁₂ akrylsulfonát-Na, C,₂ alkylethoxysulfát-Na s 2 ethoxyskupinami v molekule rozpuštěné v 50 g vody se směsí s 1,2 g směsi fluorescein + rhodamin /1,05 g + 0,15 g/ rozpuštěné v 10 g vody.

Přidá se 1 g ekvimolární směsi NH^OH + diethanolamin, 20 g 4,4*-bis-/triazinylamino-/ -stilben-2,2^<-disulfonátu sodného v 50 g vody, 10 g směsi poloviční sodné sůl styren-meleinanhydridu + polyvinylalkohol /hmotnostní poměr 1 : 1/ ve 350 g vody a nakonec 20 g diethylenglykoldibutyléteru. Směs se doplní vodou na objem 1 1, důkladně homogenizuje na vodní lázni:'a zfiltruje. Prostředek lze 8 výhodou uplatnit jako fluorescenční razítkový inkoust.

Příklad 4 g barvivé sestávajícího z fluoresceinu a rhodaminu v hmotnostním poměru 1 : 1 rozpuštěného v 50 g vody alkalizované 17 g monoethanolaminu a 2 g octanu amonného se za míchání pomalu přidává do roztoku, obsahujícího 1,1 g sodná soli 4,4'-bis/triazinylamino-/-stilben-2,2'disulfonová kyseliny, 224 g směsi C,₂-alkylbenzensulfonanu sodného a C^₂ alkylethoxysulfétu sodného /hmot. poměr 3 : 1/ a 50 g vody. Do vzniklé směsi se přidá 145 g diethylenglykolmonoethyletheru, 3 g chloridu amonného, 1 g dichlorfenolu a nakonec 40 g styren-maleinanhýdridového kopolymeru, alkalizovaného na amonnou sůl a rozpuštěného ve 400 g vody. Směs se zhomogenizuje při 50 °C na vodní lázni, po ochlazení se doplní vodou na objem 1 1 a zfiltruje.

, Prostředek je vhodný pro cirkulační systémy s průměrem trysek přes 1 mm v tiskárnách, kde je žádána vysoká sytost a červenější odstín barvy s ohledem na detekční zařízení. Tisk e využitím tohoto prostředku je po vyschnutí nesmytelný vodou.

Přiklad 5 g kompozice barviv (4,5 g fluoresceinu + 0,5 g rhodaminu), 10 g 4,4'-bis-/triazinylamino-/stilben-2,2'-disulfonanu sodného, 15 g NH^OH /26 9»/ a 5 g octanu amonného rozpuštěných v 50 g vody se přidá k 200 g C,₂ alkybenzensulfonanu sodného zředěného 100 g vody, g NH^HgSO^, ,00 g ethylenglykoldiethyletheru a 0,05 g směsi kresolů.

Tato kapalina se zahřeje na cca 50 °C a za míchání se k ní přidá 50 g směsi alkalizovaný styren-maleinanhydrid-polyvinylalkohol /3 : 2 hmot./, rozpuštěné ve 450 ml vody předem zahřáté na teplotu 50 °C. Po homogenizaci se prostředek ochladí, doplní vodou na 1 1 a zfiltruje.

Vysoké elektrická vodivost prostředku /4,5 S.m“'/ a kinetická viskozita kolem 5,5 až 6 mm Ás a nízké povrchové napětí /27 nN.m / činí tuto kapalinu zvláště vhodnou pro tryskové tiskárny počítačových terminálů.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Fluorescenční inkoust pro tisk na papír s využitím tryskových tiskáren, obsahující fixační složku, fluorescenční látky, fluorescenční stimulátor, organické rozpouštědlo, modifikétor povrchového napětí, látky upravuje! pH a vodu, vyznačující se tím, že jako fixační složku obsahuje 1 až 5 % hmotnosti vodorozpustné polymernl látky s relativní molekulovou hmotností 10? až 10?, s výhodou alkalizovaný kopolymer styren-maleinanhydridu nebo pólyvinylalkohol, nebo směs obou uvedených látek v hmotnostním poměru od 1 : 2 do 2 : 1, s výhodou 1:1, jako fluorescenční látky obsahuje 0,1 až 1 % hmotnosti směsi sodné nebo amonné soli fluoresceinu a rhodaminu v poměru 10 : 1 až 1 : 1, jako fluorescenční stimulátor obsahuje 0,1 až 2 % hmotnosti zjasňovače na bázi sodné soli 4,4*-bis-/triazinylamino-stilben/-2,2*-disulfonové kyseliny, nebo 7-amino-4-methylkumarinu, jako organické rozpouštědlo obsahuje 2 až 15 % hmotnosti jednou nebo dvakrát elkoxylovaného mono- až triethylenglykolu s počtem atomů uhlíku v slkoxyskupinách 1 až 4, jako modifikátor povrchového napětí obsahuje 5 až 30 % hmotnosti alkylarylsulfonátu sodného s počtem atomů uhlíku v alkanické části molekuly 1 až 14 nebo alkylsulfátu sodného s počtem atomů uhlíku 4 až 16 nebo elkylslkoxysulfátu sodného s počtem elkoxyjednotek 2 až 6 a s počtem atomů uhlíku v alkylu 6 až 16 nebo jejich směsi, přičemž zastoupení každé jednotlivé složky modifikátoru povrchového napětí vůči druhé nebo i vůči druhé a třetí je rovno nebo vyšší než 5 % relativních, a dále obsahuje 0,1 až 2 % hmotnosti amoniaku nebo ethanolaminu s primární, sekundární nebo terciární aminoskupinou, popřípadě ekvimolární směsi uvedených bazických sloučenin nebo směsi nejméně jedné látky z uvedených bází s halogenidem nebo octanem jednemocného kationtu, s výhodou 8 chloridem nebo octanem amonným, v hmotnostním poměru 1 : 0,005 až 1 : 1, s výhodou 1 : 0,1 až 1 : 0,5 a 55 až 90 % hmotnosti vody.
2. 2. Fluorescenční inkoust podle bodu 1 vyznačený tím, že obsahuje 0,1 až 1 % hmotnosti složky upravující elektrickou vodivost prostředku, například halogenid nebo síran nebo fosforečnan nebo octan, obsahující jednomocný kation, s výhodou chlorid, síran, octan nebo fosforečnan amonný.
3. 3. Fluorescenční inkoust podle bodu 1 vyznačený tím, že obsahuje bakteriostatickou složku v množství 0,005 až 0,1 % hmotnosti na bázi derivátů fenolu respektive krezolu.