DE102012207279A1

DE102012207279A1 - Schwarze UV-härtbare Tinte

Info

Publication number: DE102012207279A1
Application number: DE102012207279A
Authority: DE
Inventors: Daryl W. Vanbesien; Michelle N. CHRETIEN; Barkev Keoshkerian; Jenny Eliyahu; Naveen Chopra; Christopher A. WAGNER
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2012-05-02
Publication date: 2012-11-29
Also published as: CA2778006A1; JP2012246478A; CN102796418A; RU2012121586A; US20120302658A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine neue schwarze Ultraviolett(UV)-härtbare Tintenzusammensetzung mit deutlich verbesserten Aushärtungseigenschaften. Die neue Tintenzusammensetzung ist eine schwarze UV-härtbare Geltinte, die eine geringe Menge an Ruß in Kombination mit zwei oder mehr anderen Farbpigmenten, die keine Schwarzpigmente sind, umfasst. Die erfindungsgemäße Tinte härtet schneller aus als eine herkömmliche schwarze UV-härtbare Geltinte, die nur Ruß als schwarzen färbenden Bestandteil enthält.

Description

Diese Erfindung betrifft eine Tintenzusammensetzung, die bei Raumtemperatur fest ist und die bei einer erhöhten Temperatur geschmolzen ist und in geschmolzenem Zustand auf einem Substrat aufgebracht werden kann. Diese Tinte kann beim Tintenstrahldrucken verwendet werden. Solche Tinten werden gewöhnlich als ”feste Tinten”, ”Heißschmelztinten” oder ”Phasenumwandlungstinten” bezeichnet. Eine Apparatur, mit der eine feste Drucktinte auf einem Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise Papier, aufgebracht werden kann, wird zum Beispiel im U. S. Patent Nr. 4,490,731 beschrieben. Wenn eine Heißschmelztinte in einem Thermo-Inkjet-Drucker verwendet wird, wird die feste Tinte mit der Erwärmungsvorrichtung des Druckers geschmolzen und ähnlich wie beim gewöhnlichen thermischen Tintenstrahldrucken mit einer flüssigen Tinte in Form einer Flüssigkeit versprüht. Wenn die geschmolzene Tinte auf das Aufzeichnungsmedium trifft, erstarrt die Tinte sehr schnell, so dass der färbende Bestandteil im wesentlichen an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums verbleibt und nicht aufgrund von Kapillarkräften in das Aufzeichnungsmedium (wie beispielsweise Papier) eindringt, wodurch eine Ausdruckdichte (Bilddichte) erzielt wird, die höher als die Ausdruckdichte ist, die gewöhnlich bei der Verwendung flüssiger Tinten erhalten wird. Die Verwendung von Heißschmelztinten beim Tintenstrahldrucken hat die folgenden Vorteile: es besteht keine Gefahr, dass die Tinte während der Handhabung verschüttet wird; es können Ausdrucke mit verschiedensten Bilddichten und unterschiedlicher Qualität hergestellt werden; das Papier wird nur minimal gekräuselt oder verzerrt; und die Düsen des Tintenstrahldruckkopfes verstopfen nicht, selbst wenn über einen längeren Zeitraum hinweg nicht gedruckt wird und die Düsen dabei nicht abgedeckt werden.
Heißschmelztinten sind insbesondere deshalb zur Verwendung in Tintenstrahldruckern geeignet, weil sie in fester Form verbleiben, wenn sie bei Raumtemperatur transportiert oder über einen längeren Zeitraum hinweg gelagert werden. Ein Verstopfen der Düsen des Tintenstrahldruckkopfes, was bei der Verwendung von flüssigen Tinten infolge des Verdampfens des Lösungsmittels vorkommen kann, tritt bei der Verwendung von Heißschmelztinten ebenfalls nicht auf, wodurch die Druckzuverlässigkeit beim Tintenstrahldrucken verbessert wird. In einem Tintenstrahldrucker, in dem eine Heißschmelztinte verwendet wird und in dem die Tintentröpfchen direkt auf einem Aufzeichnungsmedium (wie zum Beispiel einem Blatt Papier, einer Transparentfolie oder dergleichen) aufgebracht werden, auf dem das Bild letztendlich verbleibt, erstarren die Tintentröpfchen sofort, wenn sie auf das Aufzeichnungsmedium treffen, so dass ein Eindringen der Tinte in das Aufzeichnungsmedium verhindert wird, wodurch die Qualität des Ausdruckes, der aus Tintenpünktchen besteht, verbessert wird.
Härtbare Heißschmelztinten wurden für die Verwendung in Tintenstrahldruckern entwickelt, in denen herkömmliche Heißschmelztinten verwendet werden, und insbesondere für die Verwendung in Tintenstrahldruckern mit einer Übertragungs-Fixier-Vorrichtung. Solche härtbaren Heißschmelztinten zeichnen sich nach dem Aushärten durch eine verbesserte mechanische Widerstandsfähigkeit aus. Die vorliegende Erfindung betrifft eine UV-(aus)härtbare Phasenumwandlungstinte. UV-härtbare Tinten enthalten gewöhnlich mindestens ein polymerisierbares Monomer, einen färbenden Bestandteil, ein Wachs, ein Geliermittel (einen Gelbildner), ein Vernetzungsmittel und einen Photoinitiator, der durch Strahlung aktiviert wird und der die Polymerisation der härtbaren Bestandteile in der Tinte initiiert. Die erfindungsgemäße aushärtbare Tinte ist eine Ultraviolett(UV)-härtbare Tinte, die entweder in Form einer Flüssigkeit oder in Form eines Gels vorliegt. Die erfindungsgemäße Tinte kann kostengünstig hergestellt werden und hat im Vergleich mit herkömmlichen härtbaren Geltinten verbesserte Eigenschaften, wie beispielsweise verbesserte Aushärtungseigenschaften.
UV-härtbare Geltinten werden beispielsweise im U. S. Patent Nr. 7,153,349 beschrieben. Diese Tinten haben hervorragende Eigenschaften; sie haben zum Beispiel eine hervorragende Härte und Kratzbeständigkeit und haften sehr gut an verschiedensten Substraten. UV-härtbare Geltinten haben auch den Vorteil, dass sie kontrolliert in Form eines punktförmigen Musters auf einem Substrat aufgebracht werden können und selbst auf porösen Substraten nicht übermäßig ausbluten.
Schwarze Tinten enthalten gewöhnlich Ruß als färbenden Bestandteil, weil Ruß die gewünschten Farbeigenschaften hat und billig ist. Wenn jedoch Ruß in UV-härtbaren Tinten verwendet wird, absorbiert der Ruß das UV-Licht, das der Photoinitiator benötigt, um Radikale zu bilden, die die Polymerisation initiieren. Die Menge an Ruß in einer UV-härtbaren Tinte kann verringert werden, um dieses Problem zu lösen. Wenn jedoch die Menge an Ruß verringert wird, hat die Tinte nicht die gewünschte Farbsättigung. Es besteht deshalb ein Bedarf an einer schwarzen UV-härtbaren Geltinte, die weniger Licht im UV-Bereich absorbiert und deshalb schneller aushärtet, und die trotzdem die gewünschte Farbsättigung hat.
Die vorliegende Erfindung stellt bereit:

(1) Eine schwarze UV-härtbare Geltinte, umfassend: einen härtbaren Tintenträger, umfassend ein Monomer und/oder ein Oligomer; einen Photoinitiator; ein Geliermittel; ein Gemisch aus färbenden Bestandteilen, umfassend ein Rußpigment und zwei oder mehr Farbpigmente; und gegebenenfalls ein Additiv oder mehrere Additive, wobei der kolorimetrische Wert L* der Tinte im Bereich von etwa 10 bis etwa 30 liegt, und wobei die kolorimetrischen Werte a* und b* der Tinte im Bereich von etwa –4,0 bis etwa +4,0 liegen.
(2) Eine Tinte gemäß Punkt (1), wobei die zwei oder mehr Farbpigmente ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Cyanpigmenten, Gelbpigmenten, Magentapigmenten, Blaupigmenten, Orangepigmenten, Violettpigmenten, Rotpigmenten, Grünpigmenten und Gemischen davon.
(3) Eine Tinte gemäß Punkt (1) oder (2), wobei der kolorimetrische Wert L* der Tinte im Bereich von etwa 10 bis etwa 23 liegt, und wobei die kolorimetrischen Werte a* und b* der Tinte im Bereich von etwa –2,0 bis etwa +2,0 liegen.
(4) Eine Tinte gemäß einem der Punkte (1) bis (3), wobei die zwei oder mehr Farbpigmente mindestens 95% des Lichtes mit einer Wellenlänge im Bereich von etwa 400 nm bis etwa 700 nm absorbieren.
(5) Eine Tinte gemäß einem der Punkte (1) bis (4), weiterhin umfassend ein härtbares Wachs.
(6) Eine Tinte gemäß Punkt (5), wobei das härtbare Wachs ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Acrylat-modifizierten Polyethylenwachsen mit einer endständigen Hydroxygruppe, Behenylacrylat, Octadecylacrylat, geradkettigen C₁₂-Alkoholen mit einer Acrylgruppe und Gemischen davon.
(7) Eine Tinte gemäß einem der Punkte (1) bis (6), wobei der härtbare Tintenträger mindestens ein Monomer enthält, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus propoxyliertem Neopentylglycoldiacrylat, Diethylenglycoldiacrylat, Triethylenglycoldiacrylat, Hexandioldiacrylat, Dipropylenglycoldiacrylat, Tripropylenglycoldiacrylat, alkoxyliertem Neopentylglycoldiacrylat, Isodecylacrylat, Tridecylacrylat, Isobornylacrylat, propoxyliertem Trimethylolpropantriacrylat, ethoxyliertem Trimethylolpropantriacrylat, Di-trimethylolpropantetraacrylat, Dipentaerythritolpentaacrylat, ethoxyliertem Pentaerythritoltetraacrylat, Isobornylmethacrylat, Laurylacrylat, Laurylmethacrylat, Isodecylmethacrylat, propoxyliertem Glyceroltriacrylat, Laurylacrylat, Neopentylglycolpropoxylatmethylethermonoacrylat, Caprolactonacrylat, 2-Phenoxyethylacrylat, Isooctylacrylat, Isooctylmethacrylat, Butylacrylat und Gemischen davon, und wobei das Geliermittel ein Amid-Geliermittel umfasst.
(8) Eine Tinte gemäß einem der Punkte (1) bis (7), wobei der Photoinitiator ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus α-Hydroxyketonen, Monoacylphosphinoxiden, Bisacylphosphinoxiden und dergleichen, sowie Gemischen davon.
(9) Eine Tinte gemäß einem der Punkte (1) bis (8), wobei das Geliermittel ein Amid-Geliermittel ist.
(10) Eine Tinte gemäß einem der Punkte (1) bis (9), wobei die Tinte mindestens ein Additiv enthält, und wobei das mindestens eine Additiv ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Dispergiermitteln, synergistischen Mitteln, Stabilisatoren, Mitteln zum Modifizieren der Viskosität, Antioxidationsmitteln und Gemischen davon.
(11) Eine Tinte gemäß einem der Punkte (1) bis (10), wobei die Tinte den Tintenträger in einer Menge von etwa 0,1 Gewichtsprozent bis etwa 99 Gewichtsprozent enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte.
(12) Eine Tinte gemäß einem der Punkte (1) bis (11), wobei die Tinte das Gemisch aus färbenden Bestandteilen in einer Menge von etwa 0,1 Gewichtsprozent bis etwa 50 Gewichtsprozent enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte.
(13) Eine Tinte gemäß einem der Punkte (1) bis (12), wobei die Tinte das Geliermittel in einer Menge von etwa 1 Gewichtsprozent bis etwa 30 Gewichtsprozent enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte.
(14) Eine schwarze UV-härtbare Geltinte, umfassend: einen härtbaren Tintenträger, umfassend ein Monomer und/oder ein Oligomer; einen Photoinitiator; ein Geliermittel; ein Gemisch aus färbenden Bestandteilen, umfassend ein Rußpigment und zwei oder mehr Farbpigmente; und gegebenenfalls ein Additiv oder mehrere Additive, wobei der kolorimetrische Wert L* der Tinte im Bereich von etwa 10 bis etwa 23 liegt, wobei die kolorimetrischen Werte a* und b* der Tinte im Bereich von etwa –2,0 bis etwa +2,0 liegen, und wobei das Geliermittel ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus:
(a) einem Polyamid, dargestellt durch die folgende Formel:
worin n eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist, worin R₁ (i) eine Alkylengruppe, (ii) eine Arylengruppe, (iii) eine Arylalkylengruppe oder (iv) eine Alkylarylengruppe ist, worin R₂ und R₂', die gleich oder verschieden sein können, jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus (i) einer Alkylengruppe, (ii) einer Arylengruppe, (iii) einer Arylalkylengruppe und (iv) einer Alkylarylengruppe, worin R₃ und R₃', die gleich oder verschieden sein können, jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus (A) einer Photoinitiatorgruppe und (B) einer Gruppe, ausgewählt aus (i) einer Alkylgruppe, (ii) einer Arylgruppe, (iii) einer Arylalkylgruppe und (iv) einer Alkylarylgruppe, und worin X und X', die gleich oder verschieden sein können, jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus einem Sauerstoffatom und einer Gruppe der Formel NR₄, worin R₄ (i) ein Wasserstoffatom, (ii) eine Alkylgruppe, (iii) eine Arylgruppe, (iv) eine Arylalkylgruppe oder (v) eine Alkylarylgruppe ist;
(b) einem härtbaren Amid-Geliermittel;
(c) einer Diamidverbindung mit einer endständigen Estergruppe; und
(d) einer trans-1,2-Cyclohexan-bis(harnstoff-urethan)-Verbindung.
(15) Eine Tinte gemäß Punkt (14), wobei die zwei oder mehr Farbpigmente ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Cyanpigmenten, Gelbpigmenten, Magentapigmenten, Blaupigmenten, Orangepigmenten, Violettpigmenten, Rotpigmenten, Grünpigmenten und Gemischen davon.
(16) Eine Tinte gemäß Punkt (14) oder (15), wobei die zwei oder mehr Farbpigmente mindestens 95% des Lichtes mit einer Wellenlänge im Bereich von etwa 400 nm bis etwa 700 nm absorbieren.
(17) Eine schwarze UV-härtbare Geltinte, umfassend: einen härtbaren Tintenträger, umfassend ein Monomer und/oder ein Oligomer; einen Photoinitiator; ein Geliermittel; ein Gemisch aus färbenden Bestandteilen, umfassend ein Rußpigment und zwei oder mehr Farbpigmente, ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Cyanpigmenten, Gelbpigmenten, Magentapigmenten, Blaupigmenten, Orangepigmenten, Violettpigmenten, Rotpigmenten, Grünpigmenten und Gemischen davon; und gegebenenfalls ein Additiv oder mehrere Additive, wobei der kolorimetrische Wert L* der Tinte im Bereich von etwa 10 bis etwa 30 liegt, und wobei die kolorimetrischen Werte a* und b* der Tinte im Bereich von etwa –4,0 bis etwa +4,0 liegen.
(18) Eine Tinte gemäß Punkt (17), wobei der kolorimetrische Wert L* der Tinte im Bereich von etwa 10 bis etwa 23 liegt, und wobei die kolorimetrischen Werte a* und b* der Tinte im Bereich von etwa –2,0 bis etwa +2,0 liegen.
(19) Eine Tinte gemäß Punkt (17) oder (18), wobei die zwei oder mehr Farbpigmente mindestens 95% des Lichtes mit einer Wellenlänge im Bereich von etwa 400 nm bis etwa 700 nm absorbieren.
(20) Eine Tinte gemäß einem der Punkte (17) bis (19), wobei die Tinte mindestens ein Additiv enthält, und wobei das mindestens eine Additiv ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Dispergiermitteln, synergistischen Mitteln, Stabilisatoren, Mitteln zum Modifizieren der Viskosität, Antioxidationsmitteln und Gemischen davon.

Die 1 zeigt die Reflexionskurven der Cyan-, Magenta- und Gelbpigmente, die in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Die 2A zeigt die Reflexionskurve des Orangepigments, das in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Die 2B zeigt die Reflexionskurve des Blaupigments, das in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Die 3 ist ein Diagramm, in dem die Anzahl der Doppelreibhübe mit Methylethylketon (MEK) gegen die Geschwindigkeit beim Aushärten (in Fuß pro Minute (fpm)) aufgetragen ist.
Die Verwendung von härtbaren Tinten ermöglicht neue Druckanwendungen in unterschiedlichsten Bereichen, und durch eine geeignete Auswahl der Druckkopftechnologie, des Druckprozesses und der Tintenmaterialien können viele Druckanwendungen optimiert werden. Wie zuvor beschrieben wurde, enthalten herkömmliche schwarze UV-härtbare Tinten gewöhnlich Ruß als färbenden Bestandteil. Der Ruß absorbiert jedoch das UV-Licht, das der Photoinitiator benötigt, um Radikale zu bilden, die die Polymerisation initiieren. Dadurch wird die Aushärtungsgeschwindigkeit verlangsamt. Deshalb stellt die vorliegende Erfindung eine neue schwarze UV-härtbare Geltinte mit deutlich verbesserten Aushärtungseigenschaften bereit.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine schwarze UV-härtbare Geltinte, die nur eine geringe Menge an Ruß in Kombination mit zwei oder mehr anderen Farbpigmenten, die keine Schwarzpigmente sind, umfasst. Diese schwarze UV-härtbare Geltinte hat hervorragende Aushärtungseigenschaften, verglichen mit einer herkömmlichen schwarzen UV-härtbaren Geltinte, die nur Ruß als färbenden Bestandteil enthält. Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung beträgt die Menge an Ruß in der schwarzen UV-härtbaren Geltinte weniger als etwa 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte. Entsprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung liegt die Menge an Ruß im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 4 Gewichtsprozent oder im Bereich von etwa 1 bis etwa 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte. Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass die anderen Farbpigmente mindestens 95% des Lichtes mit einer Wellenlänge im Bereich von etwa 380 nm bis etwa 750 nm und bevorzugt im Bereich von etwa 400 nm bis etwa 700 nm absorbieren, während sie, im Vergleich mit einem schwarzen Pigment, deutlich weniger Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von etwa 250 nm bis etwa 380 nm, in dem der Photoinitiator absorbiert, absorbieren. Auf diese Weise kann eine schwarze Tinte erhalten werden, die sehr schnell aushärtet.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die zusätzlichen Farbpigmente, die in der schwarzen UV-härtbaren Geltinte verwendet werden, ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Gelbpigmenten, Cyanpigmenten, Magentapigmenten, Orangepigmenten, Blaupigmenten, Grünpigmenten, Violettpigmenten, Rotpigmenten und Gemischen davon. Die 1 zeigt die Reflexionskurven der Cyan-, Magenta- und Gelbpigmente, die in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die Figur zeigt, dass die Gelbpigmente Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 400 bis 480 nm absorbieren, dass die Magentapigmente Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 480 bis 580 nm absorbieren und dass die Cyanpigmente Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 580 bis 700 nm absorbieren. Erfindungsgemäß ist es besonders bevorzugt, dass die schwarze UV-härtbare Geltinte aus einem Pigmentgemisch aus einem Gelbpigment, einem Cyanpigment, einem Magentapigment und einem Rußpigment hergestellt wird. Die erfindungsgemäße schwarze UV-härtbare Geltinte kann verschiedenste Kombinationen von farbigen und farblosen Pigmenten mit Ruß enthalten, vorausgesetzt, dass die Pigmente Licht mit einer Wellenlänge zwischen 400 und 700 nm absorbieren. Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es ebenfalls bevorzugt, dass die schwarze UV-härtbare Geltinte aus einem Pigmentgemisch aus einem Rußpigment, einem Orangepigment, wie beispielsweise Permanent Orange RL 01 (erhältlich von Clariant), und einer Kombination von Spectrapac C (erhältlich von Sun Chemical) und Hostaperm Violet BL (erhältlich von Clariant), die zusammen die Farbe ”Reflexblau” bilden, hergestellt wird. Die 2A und 2B zeigen, dass das Orangepigment Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von etwa 400 bis etwa 540 nm absorbiert, während die Reflexblau-Pigmente Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von etwa 540 nm bis etwa 700 nm absorbieren.
Die erfindungsgemäße Kombination von Ruß mit zwei oder mehr anderen Pigmenten, die keine Schwarzpigmente sind, ermöglicht die Herstellung einer schwarzen UV-härtbaren Geltinte, die, im Vergleich mit einer herkömmlichen schwarzen UV-härtbaren Geltinte, einen ausreichenden Schwarzton hat und zusätzlich schneller aushärtet. Der Schwarzton wird hauptsächlich unter Verwendung des kolorimetrischen Wertes L* gemessen, der bei der Farbmessung erhalten wird. Der kolorimetrische Wert L* der erfindungsgemäßen Tinte liegt im Bereich von etwa 10 bis etwa 30. Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass der kolorimetrische Wert L* der Tinte im Bereich von etwa 10 bis etwa 26 oder im Bereich von etwa 12 bis etwa 23 liegt. Die kolorimetrischen Werte a* und b* der erfindungsgemäßen Tinte liegen im Bereich von etwa –4,0 bis etwa +4,0 und bevorzugt im Bereich von etwa –2,0 bis etwa +2,0 oder im Bereich von etwa –1,5 bis etwa +1,5.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen schwarzen UV-härtbaren Geltinte hat, im Vergleich mit einem Verfahren, bei dem die Farbe Schwarz mit einer separaten Cyantinte, einer separaten Magentatinte und einer separaten Gelbtinte gebildet wird, den Vorteil, dass weniger Tinte verwendet werden muss und dass die gedruckten Bildpunkte eine geringere Höhe haben.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die erfindungsgemäße schwarze UV-härtbare Geltinte das zuvor beschriebene Gemisch aus färbenden Bestandteilen und weiterhin ein polymerisierbares Monomer, ein Wachs, ein Geliermittel, ein Vernetzungsmittel sowie einen Photoinitiator enthält.
Geliermittel
Das Geliermittel (der Gelbildner) wird verwendet, um die Viskosität der Tintenzusammensetzung innerhalb eines gewünschten Temperaturbereiches zu erhöhen. Das Geliermittel bildet bei einer Temperatur unterhalb des Gelpunktes des Geliermittels, beispielsweise unterhalb der Temperatur, bei der die Tinte in einem Tintenstrahldrucker versprüht wird, ein feststoffartiges Gel in der Tintenzusammensetzung. Die Tintenzusammensetzung mit dem feststoffartigen Gel hat beispielsweise eine Viskosität im Bereich von etwa 10³ bis etwa 10⁷ cP (Zentipoise) oder im Bereich von etwa 10^3,5 bis etwa 10^6,5 cP.
Die Temperatur, bei der die erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung im Gelzustand vorliegt, liegt beispielsweise im Bereich von etwa 15°C bis etwa 55°C oder im Bereich von etwa 15°C bis etwa 50°C. Die gelartige Tintenzusammensetzung geht bei einer Temperatur im Bereich von etwa 60°C bis etwa 90°C oder bei einer Temperatur im Bereich von etwa 70°C bis etwa 85°C in den flüssigen Zustand über. Beim Abkühlen vom flüssigen Zustand, in dem die Tinte in einem Tintenstrahldrucker versprüht werden kann, in den gelartigen Zustand steigt die Viskosität der Tintenzusammensetzung deutlich an. Die Viskosität der Tinte steigt um mindestens drei Größenordnungen an, bevorzugt um mindestens vier Größenordnungen.
Am Gelpunkt des Geliermittels geht die Tintenzusammensetzung vom halbfesten Gelzustand in den flüssigen Zustand über, wobei diese Phasenumwandlung thermisch reversibel ist.
Durch die Verwendung des Geliermittels steigt die Viskosität der Tintenzusammensetzung schnell an, wenn die Tinte auf einem Substrat aufgebracht wird, nachdem die Tinte in einem Tintenstrahldrucker versprüht wurde. Da die Temperatur des Substrats (wie beispielsweise Papier) niedriger als die Temperatur ist, bei der die Tinte versprüht wird, geht die Tintenzusammensetzung auf dem Substrat schnell vom flüssigen Zustand in den gelartigen (halbfesten) Zustand über, so dass die versprühten Tintentröpfchen in einer bestimmten Position an der Oberfläche des Substrats verbleiben.
Die Temperatur, bei der die Tintenzusammensetzung in den gelartigen Zustand übergeht, kann jede Temperatur sein, die unterhalb der Temperatur liegt, bei der die Tinte versprüht wird. Es ist bevorzugt, dass die Temperatur, bei der die Tintenzusammensetzung in den gelartigen Zustand übergeht, um mindestens etwa 10°C niedriger ist als die Temperatur, bei der die Tinte versprüht wird. Beim Abkühlen der Tinte von der Temperatur, bei der die flüssige Tinte versprüht wird, auf den Gelpunkt des Geliermittels, an dem die Tinte in den gelartigen Zustand übergeht, nimmt die Viskosität der Tinte schnell und deutlich zu.
Beispiele für geeignete Geliermittel, die erfindungsgemäß verwendet werden können, umfassen Gelbildner, die die Monomere/Oligomere in dem Tintenträger schnell und reversibel gelieren und die einen engen Phasenumwandlungsbereich haben, beispielsweise innerhalb eines Temperaturbereiches von etwa 10°C bis etwa 85°C. Die Viskosität der Tinte sollte, im Vergleich mit der Viskosität bei der Temperatur, bei der die Tinte versprüht wird, auf mindestens etwa 10^2,5 mPa·s, beispielsweise um mindestens etwa 10³ mPa·s ansteigen, wenn die Tinte auf einem Substrat mit einer Temperatur von beispielsweise etwa 30°C bis etwa 60°C in den gelartigen Zustand übergeht. Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Viskosität der Tintenzusammensetzung, die das Geliermittel enthält, innerhalb eines Bereiches von 5°C bis 10°C unterhalb der Temperatur, bei der die Tinte versprüht wird, schnell ansteigt und letztendlich einen Wert erreicht, der mehr als etwa dem 10⁴-fachen und besonders bevorzugt mehr als etwa dem 10⁶-fachen der Viskosität der Tinte beim Versprühen der Tinte entspricht.
Beispiele für die Geliermittel, die in der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung verwendet werden können, umfassen härtbare Amide, härtbare Polyamid-Epoxyacrylate, Polyamide und Gemische davon, sowie Gemische aus einem härtbaren Epoxyharz und einem Polyamidharz, und dergleichen. Da die erfindungsgemäße Geltinte ein Geliermittel enthält, kann sie auf einem Substrat, beispielsweise auf einem Bereich oder auf mehreren Bereichen eines Substrats und/oder auf einem Bereich oder auf mehreren Bereichen eines Bildes, das zuvor auf einem Substrat erzeugt wurde, aufgebracht werden, ohne dass sie übermäßig in das Substrat eindringt, weil die Viskosität der Tinte schnell ansteigt, wenn die Tinte nach dem Versprühen auf dem Substrat abkühlt. Wenn eine Flüssigkeit übermäßig in ein poröses Substrat eindringt, wie beispielsweise in ein Papier, wird die Undurchsichtigkeit des Substrats verringert. Das härtbare Geliermittel kann ebenfalls eine Verbindung sein, die die Monomere in der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung aushärtet.
Die erfindungsgemäß verwendeten Geliermittel können amphiphile Verbindungen sein; in diesem Fall kann die Geltinte ein Substrat, auf dem ein Silikonöl oder ein anderes Öl aufgebracht wurde, besser benetzen. Amphiphile Verbindungen sind Moleküle, die sowohl polare Gruppen als auch unpolare Gruppen enthalten. Das Geliermittel kann zum Beispiel eine Verbindung mit einer langen unpolaren Kohlenwasserstoffkette und einer polaren Amid-Verbindungsgruppe sein.
Beispiele für die Amid-Geliermittel, die erfindungsgemäß verwendet werden können, umfassen die Verbindungen, die im U. S. Patent Nr. 7,279,587 beschrieben werden.
Ein Amid-Geliermittel, das im U. S. Patent Nr. 7,279,587 beschrieben wird und das entsprechend der vorliegenden Erfindung bevorzugt verwendet wird, ist eine Verbindung, die durch die folgende Formel dargestellt wird:
worin R₁ bedeutet:

(i) eine Alkylengruppe mit etwa 1 bis etwa 12 Kohlenstoffatomen, etwa 1 bis etwa 8 Kohlenstoffatomen oder etwa 1 bis etwa 5 Kohlenstoffatomen, wobei die Alkylengruppe geradkettig oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt, cyclisch oder acyclisch, substituiert oder unsubstituiert sein kann, und wobei die Alkylengruppe Heteroatome enthalten kann, wie beispielsweise Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium, Phosphor, Bor oder dergleichen,
(ii) eine Arylengruppe mit etwa 1 bis etwa 15 Kohlenstoffatomen, etwa 3 bis etwa 10 Kohlenstoffatomen oder etwa 5 bis etwa 8 Kohlenstoffatomen, wobei die Arylengruppe substituiert oder unsubstituiert sein kann, und wobei die Arylengruppe Heteroatome enthalten kann, wie beispielsweise Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium, Phosphor, Bor oder dergleichen,
(iii) eine Arylalkylengruppe mit etwa 6 bis etwa 32 Kohlenstoffatomen, etwa 6 bis etwa 22 Kohlenstoffatomen oder etwa 6 bis etwa 12 Kohlenstoffatomen, wobei die Arylalkylengruppe substituiert oder unsubstituiert sein kann, wobei der Alkylbereich der Arylalkylengruppe geradkettig oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt, cyclisch oder acyclisch sein kann, und wobei der Arylbereich und/oder der Alkylbereich der Arylalkylengruppe Heteroatome enthalten kann, wie beispielsweise Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium, Phosphor, Bor oder dergleichen, oder
(iv) eine Alkylarylengruppe mit etwa 5 bis etwa 32 Kohlenstoffatomen, etwa 6 bis etwa 22 Kohlenstoffatomen oder etwa 7 bis etwa 15 Kohlenstoffatomen, wobei die Alkylarylengruppe substituiert oder unsubstituiert sein kann, wobei der Alkylbereich der Alkylarylengruppe geradkettig oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt, cyclisch oder acyclisch sein kann, und wobei der Arylbereich und/oder der Alkylbereich der Alkylarylengruppe Heteroatome enthalten kann, wie beispielsweise Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium, Phosphor, Bor oder dergleichen,

₂

(i) einer Alkylengruppe mit etwa 1 bis etwa 54 Kohlenstoffatomen, etwa 1 bis etwa 48 Kohlenstoffatomen oder etwa 1 bis etwa 36 Kohlenstoffatomen,
(ii) einer Arylengruppe mit etwa 5 bis etwa 15 Kohlenstoffatomen, etwa 5 bis etwa 13 Kohlenstoffatomen oder etwa 5 bis etwa 10 Kohlenstoffatomen,
(iii) einer Arylalkylengruppe mit etwa 6 bis etwa 32 Kohlenstoffatomen, etwa 7 bis etwa 33 Kohlenstoffatomen oder etwa 8 bis etwa 15 Kohlenstoffatomen, und
(iv) einer Alkylarylengruppe mit etwa 6 bis etwa 32 Kohlenstoffatomen, etwa 6 bis etwa 22 Kohlenstoffatomen oder etwa 7 bis etwa 15 Kohlenstoffatomen,

₃

(a) einer Photoinitiatorgruppe, wie zum Beispiel einer Gruppe, abgeleitet von 1-(4-(2-Hydroxyethoxy)phenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-1-on, mit der Formel
einer Gruppe, abgeleitet von 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, mit der Formel
einer Gruppe, abgeleitet von 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on, mit der Formel
einer Gruppe, abgeleitet von N,N-Dimethylethanolamin oder N,N-Dimethylethylendiamin, mit der Formel
oder dergleichen, und
(b) einer Gruppe, ausgewählt aus
(i) einer Alkylgruppe mit etwa 2 bis etwa 100 Kohlenstoffatomen, etwa 3 bis etwa 60 Kohlenstoffatomen oder etwa 4 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen, wobei die Alkylgruppe geradkettig oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt, cyclisch oder acyclisch, substituiert oder unsubstituiert sein kann, und wobei die Alkylgruppe Heteroatome enthalten kann, wie beispielsweise Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium, Phosphor, Bor oder dergleichen,
(ii) einer Arylgruppe mit etwa 5 bis etwa 100 Kohlenstoffatomen, etwa 5 bis etwa 60 Kohlenstoffatomen oder etwa 6 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen, wobei die Arylgruppe substituiert oder unsubstituiert sein kann, und wobei die Arylgruppe Heteroatome enthalten kann, wie beispielsweise Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium, Phosphor, Bor oder dergleichen, wie zum Beispiel eine Phenylgruppe,
(iii) einer Arylalkylgruppe mit etwa 5 bis etwa 100 Kohlenstoffatomen, etwa 5 bis etwa 60 Kohlenstoffatomen oder etwa 6 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen, wobei die Arylalkylgruppe substituiert oder unsubstituiert sein kann, wobei der Alkylbereich der Arylalkylgruppe geradkettig oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt, cyclisch oder acyclisch sein kann, und wobei der Arylbereich und/oder der Alkylbereich der Arylalkylgruppe Heteroatome enthalten kann, wie beispielsweise Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium, Phosphor, Bor oder dergleichen, wie zum Beispiel eine Benzylgruppe, und
(iv) einer Alkylarylgruppe mit etwa 5 bis etwa 100 Kohlenstoffatomen, etwa 5 bis etwa 60 Kohlenstoffatomen oder etwa 6 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen, wobei die Alkylarylgruppe substituiert oder unsubstituiert sein kann, wobei der Alkylbereich der Alkylarylgruppe geradkettig oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt, cyclisch oder acyclisch sein kann, und wobei der Arylbereich und/oder der Alkylbereich der Alkylarylgruppe Heteroatome enthalten kann, wie beispielsweise Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium, Phosphor, Bor oder dergleichen, wie zum Beispiel eine Tolylgruppe,

₄

(i) ein Wasserstoffatom,
(ii) eine Alkylgruppe mit etwa 5 bis etwa 100 Kohlenstoffatomen, etwa 5 bis etwa 60 Kohlenstoffatomen oder etwa 6 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen, wobei die Alkylgruppe geradkettig oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt, cyclisch oder acyclisch, substituiert oder unsubstituiert sein kann, und wobei die Alkylgruppe Heteroatome oder keine Heteroatome enthalten kann,
(iii) eine Arylgruppe mit etwa 5 bis etwa 100 Kohlenstoffatomen, etwa 5 bis etwa 60 Kohlenstoffatomen oder etwa 6 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen, wobei die Arylgruppe substituiert oder unsubstituiert sein kann, und wobei die Arylgruppe Heteroatome oder keine Heteroatome enthalten kann,
(iv) eine Arylalkylgruppe mit etwa 5 bis etwa 100 Kohlenstoffatomen, etwa 5 bis etwa 60 Kohlenstoffatomen oder etwa 6 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen, wobei die Arylalkylgruppe substituiert oder unsubstituiert sein kann, wobei der Alkylbereich der Arylalkylgruppe geradkettig oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt, cyclisch oder acyclisch sein kann, und wobei der Arylbereich und/oder der Alkylbereich der Arylalkylgruppe Heteroatome oder keine Heteroatome enthalten kann, oder
(v) eine Alkylarylgruppe mit etwa 5 bis etwa 100 Kohlenstoffatomen, etwa 5 bis etwa 60 Kohlenstoffatomen oder etwa 6 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen, wobei die Alkylarylgruppe substituiert oder unsubstituiert sein kann, wobei der Alkylbereich der Alkylarylgruppe geradkettig oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt, cyclisch oder acyclisch sein kann, und wobei der Arylbereich und/oder der Alkylbereich der Alkylarylgruppe Heteroatome oder keine Heteroatome enthalten kann,

Beispiele für weitere Geliermittel, die entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen die Verbindungen, die in den U. S. Patenten Nr. 7,279,587 und Nr. 7,276,614 beschrieben werden.
Das erfindungsgemäß verwendete Geliermittel kann ein Gemisch der folgenden Verbindungen (I), (II) und (III) umfassen:

worin -C₃₄H_56+a- eine verzweigte Alkylengruppe ist, die ungesättigt sein kann und die cyclische Gruppen enthalten kann, und worin die Variable ”a” eine ganze Zahl von 0 bis 12 ist.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Geliermittel eine Verbindung, die durch eine der folgenden Formeln dargestellt wird:
Die erfindungsgemäße Tinte kann das Geliermittel in einer geeigneten Menge enthalten, wie beispielsweise in einer Menge von etwa 1 bis etwa 50 Gewichtsprozent, etwa 1 bis etwa 30 Gewichtsprozent, etwa 2 bis etwa 20 Gewichtsprozent, etwa 5 bis etwa 12 Gewichtsprozent oder etwa 3 bis etwa 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte.
Tintenträger
Die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung enthält einen Tintenträger oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Tintenträgern. Der härtbare Tintenträger, der in der erfindungsgemäßen schwarzen UV-härtbaren Geltinte verwendet wird, umfasst ein härtbares Monomer, ein härtbares Oligomer oder ein Gemisch davon. Die härtbaren Materialien liegen bei einer Temperatur von 25°C gewöhnlich in flüssiger Form vor. Der Ausdruck ”härtbar” oder ”aushärtbar”, der hier verwendet wird, bezieht sich auf einen Tintenbestandteil, der polymerisierbar ist. Die härtbaren Bestandteile, die erfindungsgemäß verwendet werden, sind also Materialien, die durch Polymerisation ausgehärtet werden können. Die Polymerisation kann zum Beispiel mit freien Radikalen und/oder mit Licht unter Verwendung eines Photoinitiators initiiert werden. Der Ausdruck ”mit Strahlung (aus)härtbar” bezieht sich auf einen Härtungsprozess, bei dem ein härtbares Material in Gegenwart oder in Abwesenheit eines Initiators mit Strahlung, wie beispielsweise Licht, Wärme oder dergleichen, ausgehärtet wird. Beispiele für die Strahlung, die zum Aushärten verwendet werden kann, umfassen Ultraviolett(UV)-Licht mit einer Wellenlänge von beispielsweise 200 bis 400 nm; sichtbares Licht mit einer kurzen Wellenlänge; Elektronenstrahlen; thermische Strahlung; und Kombinationen davon.
Beispiele für die härtbaren Monomere, die in der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung verwendet werden können, umfassen propoxyliertes Neopentylglycoldiacrylat (wie zum Beispiel SR-9003 von Sartomer), Diethylenglycoldiacrylat, Triethylenglycoldiacrylat, Hexandioldiacrylat, Dipropylenglycoldiacrylat, Tripropylenglycoldiacrylat, alkoxyliertes Neopentylglycoldiacrylat, Isodecylacrylat, Tridecylacrylat, Isobornylacrylat, propoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat, ethoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat, Di-trimethylolpropantetraacrylat, Dipentaerythritolpentaacrylat, ethoxyliertes Pentaerythritoltetraacrylat, propoxyliertes Glyceroltriacrylat, Isobornylmethacrylat, Laurylacrylat, Laurylmethacrylat, Neopentylglycolpropoxylat-methylethermonoacrylat, Isodecylmethacrylat, Caprolactonacrylat, 2-Phenoxyethylacrylat, Isooctylacrylat, Isooctylmethacrylat, Butylacrylat, Gemischen davon, und dergleichen.
Der Ausdruck ”(aus)härtbares Monomer”, der hier verwendet wird, umfasst auch härtbare Oligomere, die ebenfalls in der erfindungsgemäßen Tinte verwendet werden können. Beispiele für geeignete Oligomere, die mit Strahlung ausgehärtet werden können und die in der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung verwendet werden können, umfassen Oligomere mit einer geringen Viskosität von beispielsweise etwa 50 cP bis etwa 10000 cP, etwa 75 cP bis etwa 7500 cP oder etwa 100 cP bis etwa 5000 cP bei Raumtemperatur. Spezifische Beispiele für solche Oligomere umfassen CN549, CN131, CN131B, CN2285, CN3100, CN3105, CN132, CN133 und CN132, erhältlich von Sartomer Company, Inc., Exeter, Pa.; Ebecryl 140, Ebecryl 1140, Ebecryl 40, Ebecryl 3200, Ebecryl 3201 und Ebecryl 3212, erhältlich von Cytec Industries Inc., Smyrna Ga.; PHOTOMER 3660, PHOTOMER 5006F, PHOTOMER 5429 und PHOTOMER 5429F, erhältlich von Cognis Corporation, Cincinnati, Ohio; LAROMER PO 33F, LAROMER PO 43F, LAROMER PO 94F, LAROMER UO 35D, LAROMER PA 9039V, LAROMER PO 9026V, LAROMER 8996, LAROMER 8765 und LAROMER 8986, erhältlich von BASF Corporation, Florham Park, N. J.; und dergleichen.
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das härtbare Monomer sowohl ein propoxyliertes Neopentylglycoldiacrylat (wie beispielsweise SR-9003 von Sartomer) als auch ein Dipentaerythritolpentaacrylat (wie beispielsweise SR399LV von Sartomer). Die Zugabe des Pentaacrylats hat den Vorteil, dass das härtbare Monomer dann reaktiver als ein Monomer ist, das nur das Diacrylat enthält. Die Menge an Pentaacrylat in der Tintenzusammensetzung darf jedoch nicht zu groß sein, damit die Viskosität der Tinte bei der Versprühtemperatur nicht nachteilig beeinträchtigt wird. Das Pentaacrylat kann in einer Menge von bis zu 10 Gewichtsprozent, wie beispielsweise in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 5 Gewichtsprozent, in der Tintenzusammensetzung enthalten sein.
Die erfindungsgemäße Tinte kann das härtbare Monomer oder Oligomer in einer Menge von etwa 20 bis etwa 90 Gewichtsprozent, in einer Menge von etwa 30 bis etwa 85 Gewichtsprozent oder in einer Menge von etwa 40 bis etwa 80 Gewichtsprozent enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte. Die Mengen an härtbaren Monomeren und/oder härtbaren Oligomeren werden so gewählt, dass der Tintenträger eine Viskosität von etwa 1 bis etwa 50 cP, etwa 1 bis etwa 40 cP oder etwa 10 bis etwa 30 cP bei einer Temperatur von 25°C hat. Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass das Gemisch aus härtbaren Monomeren und Oligomeren eine Viskosität von etwa 20 cP bei 25°C hat. Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es ebenfalls bevorzugt, dass die härtbaren Monomere und Oligomere keine Verbindungen sind, die die Haut reizen, so dass die nicht ausgehärtete Tintenzusammensetzung den Verwender nicht schädigt.
Photoinitiator
Die erfindungsgemäße schwarze UV-härtbare Geltinte enthält einen Photoinitiator. Der Photoinitiator absorbiert UV-Strahlung und initiiert das Aushärten der härtbaren Bestandteile der Tinte. Es ist bevorzugt, dass der Photoinitiator eine Verbindung ist, die die Tintenzusammensetzung beim Aushärten nicht gelb verfärbt.
Beispiele für Photoinitiatoren, die freie Radikale bilden und die in Tintenzusammensetzungen mit Acrylaten verwendet werden können, umfassen Benzophenone, Benzoinether, Benzilketale, α-Hydroxyalkylphenone und Acylphosphine, wie beispielsweise die Produkte, die unter den Handelsnamen IRGACURE und DAROCUR von Ciba erhältlich sind. Ein anderer geeigneter Photoinitiator, der erfindungsgemäß verwendet werden kann, ist IRGASTAB UV10 von Ciba. Spezifische Beispiele für geeignete Photoinitiatoren umfassen 2,4,6-Trimethylbenzoylphenylphosphinoxid (wie beispielsweise LUCIRIN TPO von BASF), 2,4,6-Trimethylbenzoylethoxyphenylphosphinoxid (wie beispielsweise LUCIRIN TPO-L von BASF), Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinoxid (wie beispielsweise IRGACURE 819 von Ciba) und andere Acylphosphine; 2-Methyl-1-(4-methylthio)phenyl-2-(4-morpholinyl)-1-propanon (wie beispielsweise IRGACURE 907 von Ciba) und 1-(4-(2-Hydroxyethoxy)phenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-1-on (wie beispielsweise IRGACURE 2959 von Ciba); 2-Hydroxy-1-(4-(4-(2-hydroxy-2-methylpropionylbenzyl)phenyl)-2-methylpropan-1-on (wie beispielsweise IRGACURE 127 von Ciba); Titanocene; Isopropylthioxanthon (ITX); 1-Hydroxycyclohexylphenylketon; Benzophenon; 2,4,6-Trimethylbenzophenon; 4-Methylbenzophenon; Diphenyl-(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinoxid; 2,4,6-Trimethylbenzoylphenylphosphinsäureethylester; Oligo(2-hydroxy-2-methyl-1-(4-(1-methylvinyl)phenyl)propanon); 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanon; Benzyldimethylketal; und Gemische davon.
Die erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung kann weiterhin eine Aminverbindung enthalten, die als Co-Initiator dient und die ein Wasserstoffatom an den Photoinitiator abgibt, so dass Radikale gebildet werden, welche die Polymerisation initiieren, und die ebenfalls Sauerstoff bindet, der die radikalisch initiierte Polymerisation inhibieren würde, so dass die Polymerisationsgeschwindigkeit erhöht werden kann. Beispiele für geeignete Aminverbindungen, die als Co-Initiatoren verwendet werden können, umfassen Ethyl-4-dimethylaminobenzoat und 2-Ethylhexyl-4-dimethylaminobenzoat.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Photoinitiator eine α-Hydroxyketonverbindung in Kombination mit einer Phosphinoylverbindung umfasst. IRGACURE 127 ist ein Beispiel für einen α-Hydroxyketon-Photoinitiator, und IRGACURE 819 ist ein Beispiel für einen Phosphinoyl-Photoinitiator (beide Produkte sind von Ciba-Geigy Corp., Tarrytown, N. Y. erhältlich). Das Verhältnis von α-Hydroxyketon-Photoinitiator zu Phosphinoyl-Photoinitiator kann beispielsweise im Bereich von etwa 6 bis etwa 1, im Bereich von etwa 5 bis etwa 1 oder im Bereich von etwa 4 bis etwa 1 liegen.
Die erfindungsgemäße Tinte kann den Photoinitiator in einer geeigneten oder effektiven Menge enthalten. Die Gesamtmenge an Photoinitiator in der Tintenzusammensetzung kann zum Beispiel im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 15 Gewichtsprozent oder im Bereich von etwa 1 bis etwa 10 Gewichtsprozent liegen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung.
Wachs
Die erfindungsgemäße Tinte kann weiterhin ein härtbares Wachs enthalten. Eine Wachs ist bei Raumtemperatur, wie beispielsweise bei einer Temperatur von 25°C, ein Feststoff. Die Zugabe eines Wachses führt dazu, dass die Viskosität der Tintenzusammensetzung ansteigt, wenn die Tinte nach dem Versprühen abkühlt. Das Wachs verhindert in Kombination mit dem Geliermittel, dass die Tinte übermäßig in ein Substrat eindringt.
Das härtbare Wachs kann jedes Wachs sein, das mit den anderen Bestandteilen der Tinte mischbar ist und dass mit dem härtbaren Monomer polymerisiert, wobei ein Polymer gebildet wird. Der Ausdruck ”Wachs”, der hier verwendet wird, umfasst natürliche Wachse, modifizierte natürliche Wachse und synthetische Wachse.
Beispiele für geeignete härtbare Wachse umfassen Verbindungen mit einer härtbaren (polymerisierbaren) Gruppe. Beispiele für solche Gruppen umfassen eine Acrylatgruppe, eine Methacrylatgruppe, eine Alkengruppe, eine Allylethergruppe, eine Epoxidgruppe, eine Oxetangruppe und dergleichen. Diese Wachse können beispielsweise durch Umsetzen eines Wachses mit einer Carbonsäuregruppe oder einer Hydroxygruppe hergestellt werden. Die härtbaren Wachse können mit den zuvor beschriebenen Monomeren ausgehärtet werden.
Beispiele für geeignete Polyethylenwachse mit einer endständigen Hydroxygruppe, die mit einer polymerisierbaren Gruppe funktionalisiert werden können, umfassen Gemische von unterschiedlich langen Kohlenstoffketten mit der Struktur CH₃-(CH₂)_n-CH₂OH, worin n die mittlere Kettenlänge angibt und bevorzugt eine Zahl von etwa 16 bis etwa 50 ist, geradkettige Polyethylene mit niedrigen Molekulargewicht und in etwa der gleichen Kettenlänge, und Gemische davon. Beispiele für solche Wachse umfassen Wachse der UNILIN^®-Serie, wie beispielsweise UNILIN^® 350, UNILIN^® 425, UNILIN^® 550 und UNILIN^® 700 mit einem zahlengemittelten Molekulargewicht (M_n) von jeweils etwa 375, 460, 550 und 700 g/Mol. Diese Wachse sind handelsüblich von Baker-Petrolite erhältlich.
Beispiele für geeignete Polyethylenwachse mit einer endständigen Carboxygruppe, die mit einer polymerisierbaren Gruppe funktionalisiert werden können, umfassen Gemische von unterschiedlich langen Kohlenstoffketten mit der Struktur CH₃-(CH₂)_n-COOH, worin n die mittlere Kettenlänge angibt und bevorzugt eine Zahl von etwa 16 bis etwa 50 ist, geradkettige Polyethylene mit niedrigen Molekulargewicht und in etwa der gleichen Kettenlänge, und Gemische davon. Beispiele für solche Wachse umfassen UNICID^® 350, UNICID^® 425, UNICID^® 550 und UNICID^® 700 mit einem zahlengemittelten Molekulargewicht (M_n) von jeweils etwa 390, 475, 565 und 720 g/Mol.
Das härtbare Wachs kann in der Tintenzusammensetzung in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 30 Gewichtsprozent, in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 20 Gewichtsprozent oder in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 15 Gewichtsprozent enthalten sein, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung.
Schwarze färbende Bestandteile
Beispiele für geeignete schwarze färbende Bestandteile, die in der erfindungsgemäßen Tinte verwendet werden können, umfassen PALIOGEN Black L0084 (handelsüblich erhältlich von BASF); Pigment Black K801 (handelsüblich erhältlich von BASF); und Ruße, wie beispielsweise REGAL 330^TM (handelsüblich erhältlich von Cabot), Nipex 150 (handelsüblich erhältlich von Degussa), Carbon Black 5250 und Carbon Black 5750 (handelsüblich erhältlich von Columbia Chemical), und dergleichen, sowie Gemische davon.
Färbende Bestandteile
Beispiele für geeignete färbende Bestandteile, die in der Tinte entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen PALIOGEN Violet 5100 (handelsüblich erhältlich von BASF); PALIOGEN Violet 5890 (handelsüblich erhältlich von BASF); HELIOGEN Green L8730 (handelsüblich erhältlich von BASF); LITHOL Scarlet D3700 (handelsüblich erhältlich von BASF); SUNFAST Blue 15:4 (handelsüblich erhältlich von Sun Chemical); Hostaperm Blue B2G-D (handelsüblich erhältlich von Clariant); Hostaperm Blue B4G (handelsüblich erhältlich von Clariant); Permanent Red P-F7RK; Hostaperm Violet BL (handelsüblich erhältlich von Clariant); LITHOL Scarlet 4440 (handelsüblich erhältlich von BASF); Bon Red C (handelsüblich erhältlich von Dominion Color Company); ORACET Pink RE (handelsüblich erhältlich von BASF); PALIOGEN Red 3871 K (handelsüblich erhältlich von BASF); SUNFAST Blue 15:3 (handelsüblich erhältlich von Sun Chemical); PALIOGEN Red 3340 (handelsüblich erhältlich von BASF); SUNFAST Carbazole Violet 23 (handelsüblich erhältlich von Sun Chemical); LITHOL Fast Scarlet L4300 (handelsüblich erhältlich von BASE); SUNBRITE Yellow 17 (handelsüblich erhältlich von Sun Chemical); HELIOGEN Blue L6900, L7020 (handelsüblich erhältlich von BASF); SUNBRITE Yellow 74 (handelsüblich erhältlich von Sun Chemical); SPECTRA PAC C Orange 16 (handelsüblich erhältlich von Sun Chemical); HELIOGEN Blue K6902, K6910 (handelsüblich erhältlich von BASF); SUNFAST Magenta 122 (handelsüblich erhältlich von Sun Chemical); HELIOGEN Blue D6840, D7080 (handelsüblich erhältlich von BASF); Sudan Blue OS (handelsüblich erhältlich von BASF); NEOPEN Blue FF4012 (handelsüblich erhältlich von BASF); PV Fast Blue B2GO1 (handelsüblich erhältlich von Clariant); IRGALITE Blue BCA (handelsüblich erhältlich von BASF); PALIOGEN Blue 6470 (handelsüblich erhältlich von BASF); Sudan Orange G (handelsüblich erhältlich von Aldrich); Sudan Orange 220 (handelsüblich erhältlich von BASF); PALIOGEN Orange 3040 (handelsüblich erhältlich von BASF); PALIOGEN Yellow 152, 1560 (handelsüblich erhältlich von BASF); LITHOL Fast Yellow 0991 K (handelsüblich erhältlich von BASF); PALIOTOL Yellow 1840 (handelsüblich erhältlich von BASF); NOVOPERM Yellow FGL (handelsüblich erhältlich von Clariant); Ink Jet Yellow 4G VP2532 (handelsüblich erhältlich von Clariant); Toner Yellow HG (handelsüblich erhältlich von Clariant); Lumogen Yellow D0790 (handelsüblich erhältlich von BASF); Suco-Yellow L1250 (handelsüblich erhältlich von BASF); Suco-Yellow D1355 (handelsüblich erhältlich von BASF); Suco Fast Yellow D1355, D1351 (handelsüblich erhältlich von BASF); HOSTAPERM Pink E 02 (handelsüblich erhältlich von Clariant); Hansa Brilliant Yellow 5GX03 (handelsüblich erhältlich von Clariant); Permanent Yellow GRL 02 (handelsüblich erhältlich von Clariant); Permanent Rubine L6B 05 (handelsüblich erhältlich von Clariant); FANAL Pink D4830 (handelsüblich erhältlich von BASF); CINQUASIA Magenta (handelsüblich erhältlich von DU PONT); und dergleichen.
Die erfindungsgemäße Tinte kann den färbenden Bestandteil in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 50 Gewichtsprozent oder in einer Menge von etwa 0,2 bis etwa 20 Gewichtsprozent enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte.
Zusätzliche Additive
Die erfindungsgemäße Tinte kann ein Additiv oder mehrere Additive enthalten, die der Tinte bestimmte Eigenschaften verleihen. Beispiele für solche Additive umfassen Dispergiermittel, Vernetzungsmittel, Stabilisatoren, Mittel zum Modifizieren der Viskosität, Antioxidationsmittel und dergleichen.
Antioxidationsmittel
Die erfindungsgemäße Tinte kann ein Antioxidationsmittel enthalten, das die Bilder beziehungsweise Ausdrucke oder die Tintenbestandteile selbst, während diese bei der Herstellung der Tinte erwärmt werden, vor Oxidation schützt. Beispiele für geeignete Antioxidationsmittel umfassen Antioxidationsmittel der NAUGUARD^®-Serie, wie beispielsweise NAUGUARD^® 445, NAUGUARD^® 524, NAUGUARD^® 76 und NAUGUARD^® 5112 (handelsüblich erhältlich von Chemtura Corporation, Philadelphia, PA.); Antioxidationsmittel der IRGANOX^®-Serie, wie beispielsweise IRGANOX^® 10310 (handelsüblich erhältlich von BASF); und dergleichen. Die erfindungsgemäße Tinte kann das Antioxidationsmittel in einer geeigneten oder effektiven Menge enthalten, wie beispielsweise in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 20 Gewichtsprozent, etwa 0,1 bis etwa 5 Gewichtsprozent oder etwa 1 bis etwa 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte.
Mittel zum Modifizieren der Viskosität
Die erfindungsgemäße Tinte kann ein Mittel zum Modifizieren der Viskosität enthalten. Das Mittel zum Einstellen der Viskosität kann ein aliphatisches Keton, wie beispielsweise Stearon oder dergleichen; ein Polymer, wie beispielsweise Polystyrol, Polymethylmethacrylat oder dergleichen; oder ein Verdickungsmittel, wie beispielsweise ein handelsüblich erhältliches Verdickungsmittel von BYK Chemie, sein. Die erfindungsgemäße Tinte kann das Mittel zum Modifizieren der Viskosität in einer geeigneten oder effektiven Menge enthalten, wie beispielsweise in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 99 Gewichtsprozent, etwa 1 bis etwa 30 Gewichtsprozent oder etwa 10 bis etwa 15 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte.
Dispergiermittel
Die erfindungsgemäße Tinte kann ein Dispergiermittel enthalten. Beispiele für geeignete Dispergiermittel umfassen Ölsäure, Trioctylphosphinoxid (TOPO), Hexylphosphonsäure (HPA), Polyvinylpyrrolidon (PVP) und Gemische davon. Beispiele für handelsüblich erhältliche Dispergiermittel umfassen SPAN^® 85 (Ölsäure), SPAN^® 40 (Palmitinsäure) und SPAN^® 60 (Stearinsäure); Dispergiermittel der SOLSPERSE-Serie von Lubrizol Corp. (Wickliffe, Ohio), die Sulfonsäuregruppen enthalten; Dispergiermittel der EFKA-Serie mit den Nummern 4340, 4585, 7476 und 7496, erhältlich von BASF; und Byk 2001 und Byk 2155 von Bykchemie.
Die erfindungsgemäße Tinte kann das Dispergiermittel in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 10 Gewichtsprozent oder in einer Menge von etwa 0,2 bis etwa 5 Gewichtsprozent enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte.
Herstellung der Tinte
Die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann unter Anwendung eines geeigneten Verfahrens hergestellt werden. Die Bestandteile der schwarzen UV-härtbaren Geltinte können zum Beispiel miteinander vermischt werden, und dann wird das Gemisch beispielsweise auf eine Temperatur im Bereich von etwa 50°C bis etwa 100°C erwärmt. Dann wird das Gemisch gerührt, bis eine homogene Tintenzusammensetzung erhalten wird, und danach wird die Zusammensetzung auf Umgebungstemperatur (gewöhnlich etwa 20°C bis etwa 25°C) abgekühlt.
Drucken der Tinte
Die erfindungsgemäße Tinte kann auf ein geeignetes Substrat gedruckt werden. Beispiele für geeignete Substrate umfassen Papier, Glaskunstpapier, Bondpapier, Pappe, Kraft-Papier, halbsynthetische Papiere oder Kunststofffolien, wie beispielsweise Folien aus einem Polyester oder Polyethylen, und dergleichen. Diese Substrate können unbeschichtete Substrate sein, wie beispielsweise unbeschichtetes Papier. Es können aber auch beschichtete oder behandelte Papiere oder Pappen, bedruckte Papiere oder Pappen, oder dergleichen verwendet werden.
Spezifische Beispiele für geeignete Papiere umfassen Normalpapiere, wie zum Beispiel XEROX 4200 Papier, XEROX Image Series Papier, liniertes Notizpapier, Wertzeichenpapier, ein mit Siliziumoxid beschichtetes Papier, wie beispielsweise ein mit Siliziumoxid beschichtetes Papier von Sharp Company, JuJo Papier, HAMMERMILL LASERPRINT Papier, oder dergleichen; beschichtete Glanzpapiere, wie zum Beispiel XEROX Digital Color Elite Gloss (DCEG), oder Sappi Warren Papers LUSTROGLOSS; Spezialpapiere, wie beispielsweise Xerox DURAPAPER; und dergleichen.
Beispiele für andere geeignete Substrate umfassen eine Transparentfolie; ein Gewebe; ein Textilprodukt; ein Kunststoff; ein Polymerfilm; ein anorganisches Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise ein Metall; Holz; und dergleichen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen genauer beschrieben. Alle Teil- und Prozentangaben sind auf das Gewicht bezogen, wenn nicht anders angegeben.
Beispiele
Herstellung von Pigmentdispersionen
Pigmentdispersionen wurden wie folgt hergestellt.

In einen 1 l Attritor (Union Process) wurden 1200 g Edelstahlkugeln (Durchmesser: 1/8 inch), 30 g trockenes Pigment entsprechend Tabelle 1, 18 g des Dispergiermittels EFKA 4340 (BASF) und 152 g des Monomers SR9003 (Sartomer) gegeben. Das Gemisch wurde 18 Stunden lang bei 400 U/Min. gerührt und dann in einen 200 ml Behälter gegeben. Die erhaltene Pigmentdispersion hatte eine Pigmentkonzentration von 15 Gewichtsprozent. Tabelle 1: Pigmentdispersionen

Pigmentdispersion	Trockenpigment	Hersteller
A	Mogul E	Cabot
B	Spectrapac C	Sun Chemical
C	Permanent Rubine L5B 01	Clariant
D	Novaperm Yellow P-HG	Clariant
E	Permanent Orange RL 01	Clariant
F	Hostaperm Violet BL	Clariant

Vergleichsbeispiel
Herstellung einer Tinte
100 g einer schwarzen UV-härtbaren Tintenzusammensetzung wurden wie folgt hergestellt.
In eine braun gefärbte 250 ml Glasflasche, die auf 90°C erwärmt worden war, wurden ein Amid-Geliermittel, ein acryliertes Unilin 350-Wachs, das Monomer SR833S (Tricyclodecandimethanoldiacrylat, erhältlich von Sartomer, Exton, Pennsylvania), SR399LV (ein pentafunktioneller Acrylatester, erhältlich von Sartomer), die Photoinitiatoren IRGACURE 379, 819 und 127 (erhältlich von Ciba Specialty Chemicals, Basel, Schweiz), und der Stabilisator IRGASTAB UV10 (erhältlich von Ciba Specialty Chemicals) eingebracht. Das Gemisch wurde unter Rühren erwärmt, bis sich alle Feststoffe gelöst hatten. Danach wurde das Gemisch noch 1 Stunde lang gerührt, wobei eine Tintengrundlage erhalten wurde. Schließlich wurde ein Pigmentdispersionskonzentrat in SR9003 (ein propoxyliertes Neopentylglycoldiacrylat, erhältlich von Sartomer) zugegeben, und das erhaltene Gemisch wurde eine halbe Stunde lang bei 10000 U/Min. homogenisiert.

Die Tabelle 2 zeigt die Zusammensetzung der Tintenzusammensetzung A (”Tinte A”), die 3 Gewichtsprozent Ruß enthielt und die ein Referenzbeispiel ist. Tabelle 2

Bestandteil	Menge (g)
Amid-Geliermittel	7,5
UNILIN 350-Acrylat	5,0
SR833S	54,8
SR399LV (ein pentafunktioneller Acrylatester)	5,0
IRGACURE 379	3,0
IRGACURE 819	1,0
IRGACURE 127	3,5
IRGASTAB UV10	0,2
Pigmentdispersion A	20
Gesamtmenge	100

Beispiel 2
Herstellung einer Tinte

Eine erfindungsgemäße schwarze UV-härtbare Tintenzusammensetzung wurde auf die gleiche Weise wie in dem Vergleichsbeispiel hergestellt, mit der Ausnahme, dass verschiedene Pigmente anstelle von Ruß allein verwendet wurden. Die Tabelle 3 zeigt die Zusammensetzung der Tintenzusammensetzung B (”Tinte B”), die 1,5 Gewichtsprozent Ruß, 0,5 Gewichtsprozent eines Cyanpigments, 0,5 Gewichtsprozent eines Magentapigments und 0,5 Gewichtsprozent eines Gelbpigments enthielt. Tabelle 3

Bestandteil	Menge (g)
Amid-Geliermittel	7,5
UNILIN 350-Acrylat	5,0
SR833S	54,9
SR399LV (ein pentafunktioneller Acrylatester)	5,0
IRGACURE 379	3,0
IRGACURE 819	1,0
IRGACURE 127	3,5
IRGASTAB UV10	0,2
Pigmentdispersion A	10
Pigmentdispersion B	3,3
Pigmentdispersion C	3,3
Pigmentdispersion D	3,3
Gesamtmenge	100

Beispiel 3 (simuliertes Beispiel)
Herstellung einer Tinte

Eine erfindungsgemäße schwarze UV-härtbare Tintenzusammensetzung wird auf die gleiche Weise wie in dem Vergleichsbeispiel hergestellt, mit der Ausnahme, dass verschiedene Pigmente anstelle von Ruß allein verwendet werden. Die Tabelle 4 zeigt die Zusammensetzung der simulierten Tintenzusammensetzung C (”Tinte C”). Tabelle 4

Bestandteil	Menge (g)
Amid-Geliermittel	7,5
UNILIN 350-Acrylat	5,0
SR833S	54,9
SR399LV (ein pentafunktioneller Acrylatester)	5,0
IRGACURE 379	3,0
IRGACURE 819	1,0
IRGACURE 127	3,5
IRGASTAB UV10	0,2
Pigmentdispersion A	10
Pigmentdispersion B	3,3
Pigmentdispersion E	3,3
Pigmentdispersion F	3,3
Gesamtmenge	100

Testergebnisse
Aushärtungseigenschaften
Die Tintenzusammensetzungen A und B wurden mit einem modifizierten Drucker auf unbeschichtete MYLAR-Folien gedruckt und dann unter Verwendung eines Beförderungsbandes, das sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegte, mit der Vorrichtung 600 W Fusion UV Lighthammer UV Curing Lamp, ausgestattet mit einer Quecksilber D-Lampe, ausgehärtet. Die ausgehärteten Filme wurden unter Verwendung eines Baumwolltupfers mit Methylethylketon (MEK) abgerieben, um die Aushärtung zu bewerten. Die Tabelle 5 und die 3 zeigen die MEK-Abreibeigenschaften der Filme.
Eine gut ausgehärtete Tinte ist eine Tinte, bei der die Anzahl der Doppelreibhübe mit MEK bei allen Geschwindigkeiten mehr als 150 betrug. Die Referenztinte mit 3 Gewichtsprozent Ruß härtete bei einer Geschwindigkeit von 150 Fuß pro Minute (fpm) oder schneller nicht aus. Die in der Tabelle 5 zusammengefassten Ergebnisse zeigen, dass die Tinte B mit weniger schwarzem Pigment und zusätzlichen Farbstoffen, die die Farbe Schwarz bildeten, bei allen Geschwindigkeiten gut aushärtete. Tabelle 5

32 fpm 90 fpm 150 fpm 230 fpm

Probe Mittelwert Mittelwert Mittelwert Mittelwert

Tinte A 200 182 48 10

Tinte B 200 200 180 162
Farbe
Die Farbe wurde auf einem Vollfarbausdruck auf DCEG-Papier mit einer Auflösung von 525 × 450 und einer Tintenpunktmasse von 24 ng gemessen. Die Messungen wurden mit der Vorrichtung Spectrolino Spectrophotometer (D50-Lichtquelle, 2°) durchgeführt. Der Schwarzton wird hauptsächlich unter Verwendung des kolorimetrischen Wertes L* gemessen, der bei der Farbmessung erhalten wird. Die in der Tabelle 6 zusammengefassten Ergebnisse zeigen, dass der kolorimetrische Wert L* der Tinten A und B dem Wert der Farbe ”Schwarz” entspricht. Die kolorimetrischen Werte a* und b* lagen zwischen –2,0 und +2,0, was für die Farbe ”Schwarz” erforderlich ist. Tabelle 6

L* a* b*

Tinte A 18,02 0,59 0,66

Tinte B 22,11 0,7 –1,09
Die Erfindung stellt eine schwarze UV-härtbare Tintenzusammensetzung bereit, die (im Vergleich mit herkömmlichen Tinten) eine geringe Menge an Ruß in Kombination mit zwei oder mehr anderen Farbpigmenten enthält und die sich durch hervorragende Aushärtungseigenschaften auszeichnet. Es ist bevorzugt, dass die zwei oder mehr anderen Farbpigmente so ausgewählt werden, dass sie das gesamte Licht im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums absorbieren, mindestens jedoch 95% des Lichtes mit einer Wellenlänge im Bereich von etwa 400 nm bis etwa 700 nm, und dass sie Licht mit einer Wellenlänge unterhalb von 300 nm nicht oder nur kaum absorbieren. Mit dem erfindungsgemäßen Druckverfahren, bei dem die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können widerstandsfähige ausgehärtete Bilder beziehungsweise Ausdrucke hergestellt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4490731 [0001]
US 7153349 [0004]
US 7279587 [0025, 0026, 0027]
US 7276614 [0027]

Claims

Schwarze UV-härtbare Geltinte, umfassend: einen härtbaren Tintenträger, umfassend ein Monomer und/oder ein Oligomer; einen Photoinitiator; ein Geliermittel; ein Gemisch aus färbenden Bestandteilen, umfassend ein Rußpigment und zwei oder mehr Farbpigmente; und gegebenenfalls ein Additiv oder mehrere Additive, wobei der kolorimetrische Wert L* der Tinte im Bereich von etwa 10 bis etwa 30 liegt, und wobei die kolorimetrischen Werte a* und b* der Tinte im Bereich von etwa –4,0 bis etwa +4,0 liegen.
Tinte nach Anspruch 1, wobei die zwei oder mehr Farbpigmente ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Cyanpigmenten, Gelbpigmenten, Magentapigmenten, Blaupigmenten, Orangepigmenten, Violettpigmenten, Rotpigmenten, Grünpigmenten und Gemischen davon.
Tinte nach Anspruch 1 oder 2, wobei der kolorimetrische Wert L* der Tinte im Bereich von etwa 10 bis etwa 23 liegt, und wobei die kolorimetrischen Werte a* und b* der Tinte im Bereich von etwa –2,0 bis etwa +2,0 liegen.
Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zwei oder mehr Farbpigmente mindestens 95% des Lichtes mit einer Wellenlänge im Bereich von etwa 400 nm bis etwa 700 nm absorbieren.
Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin umfassend ein härtbares Wachs.
Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der härtbare Tintenträger mindestens ein Monomer enthält, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus propoxyliertem Neopentylglycoldiacrylat, Diethylenglycoldiacrylat, Triethylenglycoldiacrylat, Hexandioldiacrylat, Dipropylenglycoldiacrylat, Tripropylenglycoldiacrylat, alkoxyliertem Neopentylglycoldiacrylat, Isodecylacrylat, Tridecylacrylat, Isobornylacrylat, propoxyliertem Trimethylolpropantriacrylat, ethoxyliertem Trimethylolpropantriacrylat, Di-trimethylolpropantetraacrylat, Dipentaerythritolpentaacrylat, ethoxyliertem Pentaerythritoltetraacrylat, Isobornylmethacrylat, Laurylacrylat, Laurylmethacrylat, Isodecylmethacrylat, propoxyliertem Glyceroltriacrylat, Laurylacrylat, Neopentylglycolpropoxylat-methylethermonoacrylat, Caprolactonacrylat, 2-Phenoxyethylacrylat, Isooctylacrylat, Isooctylmethacrylat, Butylacrylat und Gemischen davon, und wobei das Geliermittel ein Amid-Geliermittel umfasst.
Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Geliermittel ein Amid-Geliermittel ist.
Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Tinte mindestens ein Additiv enthält, und wobei das mindestens eine Additiv ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Dispergiermitteln, synergistischen Mitteln, Stabilisatoren, Mitteln zum Modifizieren der Viskosität, Antioxidationsmitteln und Gemischen davon.
Schwarze UV-härtbare Geltinte, umfassend: einen härtbaren Tintenträger, umfassend ein Monomer und/oder ein Oligomer; einen Photoinitiator; ein Geliermittel; ein Gemisch aus färbenden Bestandteilen, umfassend ein Rußpigment und zwei oder mehr Farbpigmente; und gegebenenfalls ein Additiv oder mehrere Additive, wobei der kolorimetrische Wert L* der Tinte im Bereich von etwa 10 bis etwa 23 liegt, wobei die kolorimetrischen Werte a* und b* der Tinte im Bereich von etwa –2,0 bis etwa +2,0 liegen, und wobei das Geliermittel ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus: (a) einem Polyamid, dargestellt durch die folgende Formel:
worin n eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist, worin R₁ (i) eine Alkylengruppe, (ii) eine Arylengruppe, (iii) eine Arylalkylengruppe oder (iv) eine Alkylarylengruppe ist, worin R₂ und R₂', die gleich oder verschieden sein können, jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus (i) einer Alkylengruppe, (ii) einer Arylengruppe, (iii) einer Arylalkylengruppe und (iv) einer Alkylarylengruppe, worin R₃ und R₃', die gleich oder verschieden sein können, jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus (A) einer Photoinitiatorgruppe und (B) einer Gruppe, ausgewählt aus (i) einer Alkylgruppe, (ii) einer Arylgruppe, (iii) einer Arylalkylgruppe und (iv) einer Alkylarylgruppe, und worin X und X', die gleich oder verschieden sein können, jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus einem Sauerstoffatom und einer Gruppe der Formel NR₄, worin R₄ (i) ein Wasserstoffatom, (ii) eine Alkylgruppe, (iii) eine Arylgruppe, (iv) eine Arylalkylgruppe oder (v) eine Alkylarylgruppe ist; (b) einem härtbaren Amid-Geliermittel; (c) einer Diamidverbindung mit einer endständigen Estergruppe; und (d) einer trans-1,2-Cyclohexan-bis(harnstoff-urethan)-Verbindung.
Schwarze UV-härtbare Geltinte, umfassend: einen härtbaren Tintenträger, umfassend ein Monomer und/oder ein Oligomer; einen Photoinitiator; ein Geliermittel; ein Gemisch aus färbenden Bestandteilen, umfassend ein Rußpigment und zwei oder mehr Farbpigmente, ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Cyanpigmenten, Gelbpigmenten, Magentapigmenten, Blaupigmenten, Orangepigmenten, Violettpigmenten, Rotpigmenten, Grünpigmenten und Gemischen davon; und gegebenenfalls ein Additiv oder mehrere Additive, wobei der kolorimetrische Wert L* der Tinte im Bereich von etwa 10 bis etwa 30 liegt, und wobei die kolorimetrischen Werte a* und b* der Tinte im Bereich von etwa –4,0 bis etwa +4,0 liegen.