CZ26729U1 - Polymeric ink for material printing - Google Patents
Polymeric ink for material printing Download PDFInfo
- Publication number
- CZ26729U1 CZ26729U1 CZ2013-28621U CZ201328621U CZ26729U1 CZ 26729 U1 CZ26729 U1 CZ 26729U1 CZ 201328621 U CZ201328621 U CZ 201328621U CZ 26729 U1 CZ26729 U1 CZ 26729U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- printing
- ink
- polymeric
- inks
- inkjet
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
- Ink Jet (AREA)
Description
Technické řešení se týká složení polymemího inkoustu pro materiálový tisk.The technical solution relates to the composition of polymer ink for material printing.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
V posledních letech se pozornost výzkumníků i výrobců obrací ke slibné technice výroby plošných elektronických struktur - k materiálovému tisku. Do této technologie lze zahrnout dílčí metody (sítotisk, inkjetový tisk, flexotisk, kapičkový tisk). Z nich pak jsou nej významnější sítotisk a inkjetový tisk. To souvisí především s kvalitou deponované vrstvy, dále také s opakovatelností a možností soutisku. Tyto dvě technologie (sítotisk a inkjetový tisk) byly úspěšně použity pro výrobu různých elektronických součástek, senzorů, optických komponent flexibilních displejů a dalších světlo emitujících zařízení.In recent years, the attention of researchers and manufacturers has turned to the promising technique of producing electronic printed materials - material printing. Partial methods (screen printing, inkjet printing, flexographic printing, droplet printing) can be included in this technology. Of these, screen printing and inkjet printing are the most important. This is mainly related to the quality of the deposited layer, as well as the repeatability and the possibility of registration. These two technologies (screen printing and inkjet printing) have been successfully used to manufacture various electronic components, sensors, optical components, flexible displays and other light emitting devices.
Pro tisk složitějších struktur a motivů má velké výhody inkjetový tisk. Oproti sítotisku je výhodný především proto, že není potřeba před každou změnou tisknutého motivu konstrukce nového síta, ale tištěný motiv se nastaví přes digitální rozhraní.Inkjet printing has great advantages for printing complex structures and themes. It is advantageous in comparison with screen printing, because it is not necessary to construct a new screen prior to any change of the printed motif, but the printed motif is set via the digital interface.
Materiálové inkjetové tiskárny se od běžných uživatelských inkoustových tiskáren značně liší svými funkcemi. Především je to přesnost a opakovatelnost mechanických posunů, která umožňuje pracovat s tiskovým rozlišením až do 5080 dpi. Tiskovou hlavu lze také vyhřívat a snižovat tak viskozitu polymemích roztokových inkoustů používaných pro tisk.Material inkjet printers differ significantly from conventional user inkjet printers in terms of features. Above all, it is the precision and repeatability of mechanical shifts that allow you to work with print resolutions up to 5080 dpi. The print head can also be heated to reduce the viscosity of the polymer solution inks used for printing.
Co se týká samotného procesu, při depozici je roztok (inkoust), obsahující látku určenou k nanesení, zaveden do tiskové hlavy, odkud je například pomocí mechanicky se deformujících piezoelektrických prvků vystřikován směrem k substrátu. Vhodný profil elektrických signálů přiváděných na piezoelektrické prvky zaručí, že tiskovou hlavu opouští pravidelný proud jednotně zformovaných kapiček o určitém objemu. Tyto parametry jsou rozhodující pro dosažení potřebné kvality tisku.As for the process itself, during deposition, the solution (ink) containing the substance to be deposited is introduced into the printhead, where it is, for example, sprayed towards the substrate by means of mechanically deforming piezoelectric elements. A suitable profile of the electrical signals applied to the piezoelectric elements ensures that a regular stream of uniformly formed droplets of a certain volume leaves the printhead. These parameters are critical to achieving the required print quality.
Pro dokonalý tisk je přitom třeba brát v úvahu celý tiskový systém, jmenovitě tiskovou hlavu, typ substrátu, na který je deponován tištěný vzor, především však samotný inkoust. Existují čtyři hlavní druhy inkoustů pro materiálový tisk: taveniny neboli inkousty se změnou skupenství, inkousty UV tvrditelné, dále inkousty na bázi vody a inkousty na bázi rozpouštědel.For perfect printing, the entire printing system, namely the print head, the type of substrate on which the printed pattern is deposited, in particular the ink itself, must be taken into account. There are four main types of material printing inks: melt or state-change inks, UV-curable inks, water-based inks, and solvent-based inks.
Inkousty na bázi taveniny vstupují do systému v pevné fázi a před samotným tiskem se zahřejí, čímž se převedou do kapalného stavu. Výhoda těchto inkoustů spočívá ve velmi rychlém vytvrzení. Používají se především k tisku čárových kódů na neporézní substráty. Nevýhodou je materiálové omezení na termoplasty.The melt-based inks enter the system in a solid phase and are heated prior to printing, thereby rendering them liquid. The advantage of these inks lies in the very fast curing. They are mainly used to print barcodes on non-porous substrates. The disadvantage is the material limitations on thermoplastics.
UV tvrditelné inkousty se úspěšně používají v tiskařství řadu let. Omezení se však týká oblasti potravinářství. Jejich nevýhody dále spočívají ve vysokých nákladech.UV curable inks have been used successfully in printing for many years. However, the restriction concerns the food sector. Furthermore, their disadvantages are high costs.
Inkousty na bázi vody jsou rozšířené především na domácích tiskárnách. Jejich výhodou je možnost využití i v biologických a potravinářských aplikacích. Tyto inkousty však vyžadují pórovité substráty nebo substráty se speciálně upraveným povrchem. Adheze s nepórovitým substrátem není dokonalá.Water-based inks are widespread mainly in home printers. Their advantage is the possibility of use in biological and food applications. However, these inks require porous substrates or substrates with a specially treated surface. Adhesion with a non-porous substrate is not perfect.
Inkousty na bázi rozpouštědel jsou široce používány pro velkoformátové aplikace s důrazem na kvalitu tisku, odolnost obrazu a kompatibilitu se substrátem. Obecně se považují za nízkonákladové. Výhody dále zahrnují kompaktnost s různými typy substrátů a v pohotovém schnutí (často urychleném zahřátím). Nevýhody spočívají u některých těchto inkoustů v rychlém odpaření rozpouštědel, čímž může dojít k ucpání trysek tiskové hlavy.Solvent-based inks are widely used for large format applications with an emphasis on print quality, image resistance and substrate compatibility. They are generally considered low cost. Advantages further include compactness with different types of substrates and prompt drying (often accelerated heating). The disadvantages of some of these inks are the rapid evaporation of solvents, which can cause the print head nozzles to clog.
Mezi nejdůležitější aplikační vlastnosti polymemího rozpouštědlového inkoustu patří viskozita a povrchové napětí. Nevýhodou metody materiálového inkjetového tisku je její velká citlivost na tyto parametry, které určují rozmezí použitelnosti inkoustu. Viskozita by měla být v poměrně úzkém rozsahu 6-12xl03 Pas a povrchové napětí mezi 30xl0'3 Nm'1 v závislosti na typu tiskovéAmong the most important application properties of a polymeric solvent ink are viscosity and surface tension. The disadvantage of the material inkjet printing method is its high sensitivity to these parameters, which determine the range of ink usage. The viscosity should be in a relatively narrow range of 6-12x10 3 Waist and a surface tension between 30x10 ' 3 Nm -1 depending on the type of printing
- 1 CZ 26729 U1 hlavy (pod 3xlO'3 Pas u tepelných tiskových hlav). Viskozita má zásadní vliv na tryskání a nanášení na substrát a její hodnota závisí především na přítomnosti a koncentraci polymeru, složení rozpouštědla a případné koagulaci. Viskozita může narůstat vlivem koagulace částic nebo v případě UV inkoustů i během skladování, kdy složky inkoustu mohou podléhat polymemím reakcím.U1 heads (below 3x10 ' 3 Waist for thermal print heads). Viscosity has a major effect on blasting and deposition on a substrate, and its value depends primarily on the presence and concentration of the polymer, the solvent composition and possible coagulation. Viscosity may increase due to coagulation of the particles or, in the case of UV inks, also during storage, where the ink components may undergo polymeric reactions.
Povrchové napětí závisí především na složení inkoustu. Povrchové napětí je klíčové pro velikost a tvar kapky a dále pro smáčení povrchu substrátu inkoustem při dopadu kapky a rozlivu inkoustu po substrátu. To vše do značné míry ovlivňuje výkon a kvalitu tisku při použití inkjetové tiskové hlavy. Úzké rozmezí hodnot povrchového napětí je přitom obtížné dodržet a to může mít rozhodující dopad na dosažené parametry a nižší kvalitu tisku, zejména u funkčně citlivých plošných elektronických struktur nebo velkoformátových aplikací.Surface tension depends primarily on the composition of the ink. The surface tension is crucial for the size and shape of the droplet and for wetting the substrate surface with ink as the droplet falls and the ink spills over the substrate. All of this greatly affects print performance and quality when using an inkjet print head. The narrow range of surface tension values is difficult to maintain, and this can have a decisive impact on the achieved parameters and lower print quality, especially in functionally sensitive surface electronic structures or large format applications.
Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution
Uvedené nedostatky a nevýhody co se povrchového napětí inkoustu, a s tím spojenou adhezi na substrát, týká, do značné míry odstraňuje polymemí inkoust pro materiálový tisk podle technického řešení. Podstata technického řešení spočívá v tom, že polymemí inkoust pro materiálový tisk sestává z vodivého polymeru - poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-l,4-phenylenvinylenu] o koncentraci 0,2 až 0,4 % hmotn. ve směsi organických rozpouštědel a povrchově aktivního činidla - polyethylenglykol-p-(l,l,3,3-tetramethylbutyl)-phenyl-etheru v množství 3 až 4 % hmotn.Said drawbacks and disadvantages with respect to the surface tension of the ink and the associated adhesion to the substrate, largely removes the polymeric inkjet printing material of the present invention. The essence of the invention consists in that the polymeric printing material ink consists of a conductive polymer - poly [2-methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4-phenylene-vinylene] at a concentration of 0.2 to 0.4% by weight. % in a mixture of organic solvents and a polyethylene glycol-p- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) -phenyl ether surfactant in an amount of 3 to 4 wt.
Polymemí inkoust pro materiálový tisk podle technického řešení má s výhodou vodivý polymer o molekulové hmotnosti Mn v rozsahu 40 000 až 70 000 a poměru Mw/Mn = 6.The polymeric printing ink material of the present invention preferably has a conductive polymer having a molecular weight Mn in the range of 40,000 to 70,000 and a Mw / Mn ratio of 6.
Výhodou polymemího inkoustu pro materiálový tisk podle technického řešení je především skutečnost, že se u něj dosahuje rapidního zlepšení tryskání kapek z tiskové hlavy a zvýšení samotné adheze na substrát, čímž se pak dosahuje tisku precizních homogenních a kvalitních vrstev, což je v oblasti materiálového tisku nej důležitější.The advantage of the polymeric material printing material according to the invention is the fact that it achieves a rapid improvement of the blasting of droplets from the print head and an increase of the adhesion to the substrate itself, which results in the printing of precise homogeneous and quality layers. more important.
Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Ukázky tryskání kapek z tryskové hlavy a nastavení parametrů procesu na trysce tiskové hlavy (waveformy) pro polymemí inkoust pro materiálový tisk podle technického řešení jsou znázorněny na přiložených obrázcích, kde značí:Examples of jet blasting and setting of process parameters on a waveform printhead nozzle for polymeric inkjet printing material according to the invention are shown in the accompanying drawings, where:
Obr. 1 - tryskání kapek z tryskové hlavy pro konkrétní tiskovou hlavu (Dimatix DMP 2831)Giant. 1 - blasting of drops from the nozzle head for a specific printhead (Dimatix DMP 2831)
Obr. 2 - waveforma (tj. parametry režimu provozu tiskové hlavy), 2a při tryskání, 2b bez tryskání inkoustu pro konkrétní tiskovou hlavu (Dimatix DMP 2831)Giant. 2-waveform (ie print head operation mode parameters), 2a blasting, 2b no ink blasting for a particular printhead (Dimatix DMP 2831)
Příklady provedení technického řešeníExamples of technical solution
Příklad 1Example 1
Složení směsi - tabulka 1:Mixture composition - Table 1:
Polymemí inkoust pro materiálový tisk byl připraven tak, že se nejdříve provedlo rozpuštění vodivého polymeru na bázi MEH-PPV(= poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-l,4-phenylenvinylen]) ve směsi rozpouštědel tak, aby byl dodržen hmotnostní poměr obou složek vyplývající z tabulky 1. Po důkladném rozpuštění se k roztoku přidal surfaktant polyethylenglykol p-(l, 1,3,3tetramethylbutyl)-phenyl ether v množství odpovídajícím hmotnostním % uvedeným v tabulce. Výsledný inkoust měl optimální viskozitu, spadající do ideálního tiskařského rozsahu, tedy v oblasti 6-12xl03 Pas, a optimální povrchové napětí menší než 30xl03 Nm'1.Polymeric printing ink material was prepared by first dissolving the conductive MEH-PPV-based polymer (= poly [2-methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4-phenylene-vinylene)) in a solvent mixture such that The weight ratio of both components resulting from Table 1 was maintained. After thorough dissolution, polyethylene glycol p- (1,3,3,3-tetramethylbutyl) -phenyl ether surfactant was added to the solution in an amount corresponding to the weight% given in the table. The resulting ink had an optimum viscosity falling within the ideal printing range of 6-12x10 3 Pas and an optimum surface tension of less than 30x10 3 Nm -1 .
-2CZ 26729 Ul-2EN 26729 Ul
Takto připravený inkoust byl již připraven pro naplnění inkjetové cartridge a k následnému tisku.The ink thus prepared has already been prepared for filling the inkjet cartridge and for subsequent printing.
Na obr. 1 je znázorněn průběh tryskání - svislý směr drah kapiček z jednotlivých trysek takto upraveného inkoustu (odpovídá příkladu 1). Je patrné, že díky úpravě povrchového napětí dle technického řešení je průběh tryskání rovnoměrný s vysokou přesností danou konstantním objemem kapiček a konstantní rychlosti tryskání. Experiment byl proveden na zařízení Dimatix DMP 2831, dráhy tryskání jednotlivých kapiček zachyceny jako printscreen.Fig. 1 shows the blasting process - the vertical direction of the droplet paths from the individual nozzles of the treated ink (corresponding to Example 1). It is evident that thanks to the surface tension adjustment according to the technical solution, the blasting process is uniform with high accuracy given by the constant droplet volume and constant blasting speed. The experiment was carried out on the Dimatix DMP 2831, the single droplet blasting paths captured as a printscreen.
Na obr. 2 je znázorněna „wave-forma“ (pracovní režim tiskové hlavy) pro polymemí inkousty dle technického řešení (pro všechny uvedené příklady). Konkrétní provedení je v SW ovládajícím tiskárnu Dimatix DMP 2831, zachyceno jako printscreen.Fig. 2 shows the waveform (print head operating mode) for polymeric inks according to the invention (for all examples). The specific design is captured as a printscreen in the Dimatix DMP 2831 printer software.
Příklad 2Example 2
Složení směsi - tabulka 2:Mixture composition - Table 2:
Polymemí inkoust pro materiálový tisk byl připraven analogickým postupem, jak je již uvedeno v příkladu 1, za dodržení aktuálních hmotnostních poměrů složek vyplývajících z tabulky 2. Výsledný inkoust měl optimální viskozitu, spadající do ideálního tiskařského rozsahu, tedy v oblasti 6-12xl0'3 Pas, a optimální povrchové napětí menší než 30xl03 Nm'1.The polymeric polymeric printing ink was prepared in an analogous manner to that described in Example 1, maintaining the actual weight ratios of the components resulting from Table 2. The resulting ink had an optimum viscosity falling within the ideal printing range, i.e. in the 6-12x10 3 Pas range. , and an optimum surface tension of less than 30x10 3 Nm -1 .
Takto připravený inkoust byl již připraven pro naplnění inkjetové cartridge a k následnému tisku. Příklad 3The ink thus prepared has already been prepared for filling the inkjet cartridge and for subsequent printing. Example 3
Složení směsi - tabulka 3:Mixture composition - Table 3:
Polymemí inkoust pro materiálový tisk byl připraven analogickým postupem, jak je již uvedeno v příkladu 1, za dodržení aktuálních hmotnostních poměrů složek vyplývajících z tabulky 3. Výsledný inkoust měl optimální viskozitu, spadající do ideálního tiskařského rozsahu, tedy v oblasti 6-12xl0'3 Pas, a optimální povrchové napětí menší než 30xl03 Nm'1.The polymeric polymeric printing ink was prepared in an analogous manner to that described in Example 1, maintaining the actual weight ratios of the components resulting from Table 3. The resulting ink had an optimum viscosity within the ideal printing range, i.e. in the 6-12x10 3 Pas range. , and an optimum surface tension of less than 30x10 3 Nm -1 .
Takto připravený inkoust byl již připraven pro naplnění inkjetové cartridge a k následnému tisku. Průmyslová využitelnostThe ink thus prepared has already been prepared for filling the inkjet cartridge and for subsequent printing. Industrial applicability
Polymemí inkoust pro materiálový tisk podle technického řešení umožňuje přípravu aktivní elektroluminiscenční vrstvy v elektronických a elektrických zařízeních pomocí inkjetového materiálového tisku, která nalezne uplatnění v polymemí elektronice, zejména flexibilních zdrojích světla pro osvětlení a flexibilních displejích. Další možnosti využití polymemího inkoustu pro materiálový tisk jsou v oblasti senzorů, elektrod, analytických a diagnostických pomůcek, proužků, popř. křtů; v obalové technice pro zajištění kontroly nad stavem baleného předmětu, bezpečnosti obalu, indikace otevření nebo porušení obalu.Polymeric material printing ink according to the invention enables the preparation of an active electroluminescent layer in electronic and electrical devices by means of inkjet material printing, which finds application in polymer electronics, especially flexible light sources for lighting and flexible displays. Other possibilities of using polymer ink for material printing are in the area of sensors, electrodes, analytical and diagnostic aids, strips, or. baptism; in packaging to ensure control of the condition of the packaged item, safety of the packaging, indication of opening or breaking the packaging
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2013-28621U CZ26729U1 (en) | 2013-10-14 | 2013-10-14 | Polymeric ink for material printing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2013-28621U CZ26729U1 (en) | 2013-10-14 | 2013-10-14 | Polymeric ink for material printing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ26729U1 true CZ26729U1 (en) | 2014-04-07 |
Family
ID=50473842
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2013-28621U CZ26729U1 (en) | 2013-10-14 | 2013-10-14 | Polymeric ink for material printing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ26729U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ307435B6 (en) * | 2013-12-17 | 2018-08-22 | Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně | Inorganic ink based on nanoparticles, especially for material printing |
-
2013
- 2013-10-14 CZ CZ2013-28621U patent/CZ26729U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ307435B6 (en) * | 2013-12-17 | 2018-08-22 | Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně | Inorganic ink based on nanoparticles, especially for material printing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7218571B2 (en) | Liquid ejection device, inkjet recording method and pigment textile printing ink composition | |
AU2010271253B8 (en) | High viscosity heat sensitive ink printing process | |
TWI503382B (en) | Compositions and processes for manufacturing printed electronics | |
JP5043121B2 (en) | Printing, deposition and film formation on fluid substrates | |
US9004665B2 (en) | Ink jet recording ink and ink jet recording system | |
US20200156370A1 (en) | Printing of ink droplets combined in a reaction chamber | |
EP2839962B1 (en) | Ink container | |
CN104210232A (en) | Printing apparatus and printing method | |
WO2009060441A2 (en) | Colored ink and a method for formulating a colored ink | |
Hudd | Inkjet printing technologies | |
JP2007517082A5 (en) | ||
JP2013154612A (en) | Liquid injection apparatus | |
KR20120006353U (en) | Inkjet apparatus for nano environment-friendly inkjet ink | |
US11458755B2 (en) | Printing process for transferring a printing substance | |
US10112404B2 (en) | Fluidic ejection cartridge with molded ceramic body | |
CZ26729U1 (en) | Polymeric ink for material printing | |
JP2010260281A (en) | Inkjet recorder and inkjet image forming method | |
JP6440556B2 (en) | Transfer sheet manufacturing method and use thereof | |
Kamyshny et al. | Inkjet Ink Formulations: Overview and Fundamentals | |
CZ26391U1 (en) | Nanoparticle based inorganic ink, especially for material printing | |
CZ307435B6 (en) | Inorganic ink based on nanoparticles, especially for material printing | |
WO2012075146A1 (en) | Ink jettable, radiation curable, fluid compositions, production methods, and related substrates | |
Soleimani-Gorgani | 14.1 Fundamentals of Inkjet Printing Technology 231 14.1. 1 CIJ Printing Systems 232 14.1. 2 Drop on Demand Inkjet Printing Systems 232 | |
Yeates et al. | Fluids for inkjet printing | |
CN109803835A (en) | Go content fluid injection |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20140407 |
|
ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20170921 |
|
ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20201110 |
|
MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20231014 |