DE102014201524A1

DE102014201524A1 - Ink composition, useful for printing images on a deformable substrate such as plastic, rubber and/or textile of a patterned article, comprises water, a co-solvent, a surfactant, an acrylate elastomer latex, and a colorant

Info

Publication number: DE102014201524A1
Application number: DE201410201524
Authority: DE
Inventors: Yiliang Wu; Cameron Derry
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2013-02-06
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2014-08-07

Abstract

Ink composition comprises: either water, a co-solvent, a surfactant, an acrylate elastomer latex and a colorant; or a first latex comprising a first acrylate elastomer, a second latex comprising a second acrylate elastomer, a dispersion comprising a coloring agent and a surfactant, water and an optional co-solvent. An independent claim is included for a patterned article comprising a deformable substrate, and an image printed on the deformable substrate.

Description

Die vorliegenden Ausführungsformen betreffen Tintenzusammensetzungen, die zum Drucken von Markierungen oder Bildern auf verformbare Substrate geeignet sind. Insbesondere wird hierin eine Zusammensetzung für dehnbare wässrige Tinten offenbart, die gegenüber Formulierungen kosteneffizienter ist und robuste Bilder bereitstellt, selbst wenn auf verformbare Substrate gedruckt. Diese Tintenzusammensetzungen können für Tintenstrahldruck verwendet werden. The present embodiments relate to ink compositions suitable for printing markers or images on deformable substrates. In particular, herein is disclosed a composition for stretchable aqueous inks which is more cost efficient and provides robust images over formulations, even when printed on deformable substrates. These ink compositions can be used for ink-jet printing.

Das Drucken von Markierungen oder Bildern auf verformbare Substrate ist für viele Anwendungen wünschenswert, wie beispielsweise flexible medizinische Geräte, einschließlich chirurgischer Instrumente und implantierbarer medizinischer Geräte, Roboterhäute, Textilien (z. B. für dehnbare Badeanzüge), Kautschukprodukte, wie beispielsweise Reifen, Schläuche, Kabel und dergleichen. Verbrauchsprodukte auf der Basis von Kautschuken und einigen Textilien sind ebenfalls dehnbar. Aufgrund der hoch verformbaren Charakteristik des Substrats wird zum Drucken auf solche Substrate eine dehnbare Tinte gewünscht, um ausgezeichnete Qualität, Robustheit und Langlebigkeit von Bildern zu erreichen. Ein anderes wünschenswertes Attribut ist eine Tinte, die aus kostengünstigen Materialien hergestellt ist. The printing of markers or images on deformable substrates is desirable for many applications, such as flexible medical devices, including surgical instruments and implantable medical devices, robotic skins, textiles (eg, for stretchable swimsuits), rubber products such as tires, tubing, Cables and the like. Consumables based on rubbers and some textiles are also stretchable. Because of the highly deformable nature of the substrate, a stretchable ink is desired for printing on such substrates to achieve excellent quality, robustness, and longevity of images. Another desirable attribute is an ink made from inexpensive materials.

Obwohl bekannte Zusammensetzungen und Prozesse für ihre Zweckbestimmung geeignet sind, besteht daher nach wie vor ein Bedarf an verbesserten Tintenzusammensetzungen mit bestimmten Charakteristiken. Konkret besteht nach wie vor ein Bedarf an kostengünstigen Tintenzusammensetzungen, die zum Drucken auf verformbare oder dehnbare Substrate geeignet sind. Außerdem besteht nach wie vor ein Bedarf an dehnbaren Tinten, die robuste Bilder erzeugen, welche für eine hohe Anzahl von Zyklen gedehnt und entspannt werden können. Überdies besteht ein Bedarf an dehnbaren Tinten, die eine gute Farbstabilität aufweisen. Es besteht auch ein Bedarf an dehnbaren Tinten, die eine gute Beständigkeit gegenüber Umweltfaktoren, wie beispielsweise Licht, Chemikalien, Wasser und Oxidationsgasen, aufweisen, um dadurch hydrophobe und wasserfeste Bilder zu erzeugen. Idealerweise wäre die dehnbare Tinten sowohl für Innenraum- als auch Freiluftanwendungen geeignet. Schließlich wäre es wünschenswert, dass solche Tinten digital aufgetragen werden können. Thus, although known compositions and processes are suitable for their intended use, there is still a need for improved ink compositions having particular characteristics. Specifically, there is still a need for low cost ink compositions that are suitable for printing on deformable or stretchable substrates. In addition, there is still a need for stretchable inks that produce robust images that can be stretched and relaxed for a high number of cycles. Moreover, there is a need for stretchable inks that have good color stability. There is also a need for stretchable inks which have good resistance to environmental factors such as light, chemicals, water and oxidizing gases to thereby produce hydrophobic and waterfast images. Ideally, the stretchable inks would be suitable for both indoor and outdoor applications. Finally, it would be desirable for such inks to be digitally applied.

Gemäß hierin veranschaulichten Ausführungsformen wird eine Zusammensetzung für dehnbare Tinte bereitgestellt, welche Wasser, ein Hilfslösungsmittel, ein Tensid, einen Acrylatelastomerlatex und ein Farbmittel umfasst, wobei die Zusammensetzung für dehnbare Tinte zum Drucken und Erzeugen von robusten Bildern auf einem verformbaren Substrat imstande ist. According to embodiments illustrated herein, there is provided a stretchable ink composition comprising water, a co-solvent, a surfactant, an acrylate elastomer latex, and a colorant, wherein the extensible ink composition is capable of printing and forming robust images on a deformable substrate.

Insbesondere stellen die vorliegenden Ausführungsformen eine Zusammensetzung für dehnbare Tinte bereit, die einen ersten Latex, der ein erstes Acrylatelastomer umfasst, einen zweiten Latex, der ein zweites Acrylatelastomer umfasst, und eine Dispersion, die ein Farbmittel und ein Tensid umfasst, Wasser und ein optionales Hilfslösungsmittel umfasst. In particular, the present embodiments provide a stretchable ink composition comprising a first latex comprising a first acrylate elastomer, a second latex comprising a second acrylate elastomer, and a dispersion comprising a colorant and a surfactant, water, and an optional co-solvent includes.

In weiteren Ausführungsformen wird ein gemusterter Gegenstand bereitgestellt, der ein verformbares Substrat und ein auf das verformbare Substrat gedrucktes Bild umfasst, wobei das Bild aus einer dehnbaren Tinten erzeugt ist, welche Wasser, ein Hilfslösungsmittel, ein Tensid, einen Acrylatelastomerlatex und ein Farbmittel umfasst. In further embodiments, there is provided a patterned article comprising a deformable substrate and an image printed on the deformable substrate, the image being formed from a stretchable ink comprising water, an auxiliary solvent, a surfactant, an acrylate elastomer latex, and a colorant.

1 ist eine Fotografie eines Bildes nach x-maligem Dehnen eines elastomeren Latexsubstrats über 300 % in mehreren Richtungen und nach Durchführen eines Bandtests daran auf einem verformbaren Substrat, das unter Verwendung einer Zusammensetzung für dehnbare Tinte bedruckt ist, die gemäß den vorliegenden Ausführungsformen hergestellt ist; und 1 FIG. 15 is a photograph of an image after stretching x times a 300% elastomeric latex substrate in multiple directions and after performing a tape test thereon on a deformable substrate printed using a stretchable ink composition prepared according to the present embodiments; and

2 eine Fotografie eines Bildes (nach etwa 30-maligem Dehnen eines anderen elastomeren Latexsubstrats) auf einem verformbaren Substrat ist, das unter Verwendung einer herkömmlichen Tinten bedruckt ist. 2 is a photograph of an image (after stretching another elastomeric latex substrate about 30 times) on a deformable substrate printed using conventional inks.

Die vorliegenden Ausführungsformen stellen eine wässrige Tintenformulierung bereit, die ein Acrylatelastomer, ein Farbmittel und ein oder mehrere Lösungsmittel umfasst. In weiteren Ausführungsformen umfasst die Tintenformulierung einen Latex der Acrylatelastomermaterialien im Nanometerbereich mit einer Pigmentdispersion. Die Formulierung stellt eine kosteneffiziente Zusammensetzung für dehnbare Tinte bereit, die durch Tintenstrahldruck auf verschiedene verformbare Substrate, wie beispielsweise ein dehnbares Latexkautschuksubstrat, bei Langlebigkeit des Bildes aufgebracht werden kann. Die gedruckten Bilder weisen auf den verformbaren Substraten, die im Allgemeinen schwerer zu bedrucken sind, eine ausgezeichnete Leistung auf. The present embodiments provide an aqueous ink formulation comprising an acrylate elastomer, a colorant, and one or more solvents. In further embodiments, the ink formulation comprises a latex of the acrylate elastomeric materials in the nanometer range with a pigment dispersion. The formulation provides a cost effective stretchable ink composition which can be applied by inkjet printing to various deformable substrates such as a stretchable latex rubber substrate for longevity of the image. The printed images have excellent performance on the deformable substrates, which are generally more difficult to print.

In allgemeinen Ausführungsformen basiert die Zusammensetzung für dehnbare Tinte auf einer wässrigen Formulierung, die eine Emulsion von Elastomermaterialien umfasst. Ein Elastomer ist nach dem Collins English Wörterbuch als jedes Material, wie beispielsweise natürlicher oder synthetischer Kautschuk, definiert, das nach der Wegnahme einer Verformungskraft wieder seine ursprüngliche Form annehmen kann. In Ausführungsformen ist das Elastomermaterial ein Acrylatelastomer. Ein Acrylatelastomer ist für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung ein Acrylat, das sich gemäß der zuvor erwähnten Definition eines Elastomers verhält. In general embodiments, the stretchable ink composition is based on an aqueous formulation comprising an emulsion of elastomeric materials. An elastomer, according to the Collins English Dictionary, is defined as any material, such as natural or synthetic rubber, which can regain its original shape after the removal of a deforming force. In embodiments, the elastomeric material is an acrylate elastomer. An acrylate elastomer, for purposes of the present disclosure, is an acrylate that behaves in accordance with the aforementioned definition of an elastomer.

In Ausführungsformen verwendet die Formulierung der dehnbaren wässrigen Tinte Latex von Acrylatelastomermaterialien im Nanometerbereich in Kombination mit Pigmentdispersionen. Insbesondere wurden Copolymere mit niedriger T_g von Butyacrylat und Methacrylat oder Acrylat und Vinylacetat verwendet. Diese Ausgangsmaterialien stellen einen kostengünstigen Acrylatlatex bereit. Mit geeigneten Tensiden kann der Acrylatlatex zusammen mit Pigmentdispersion sehr gut gemischt werden, ohne jegliche Agglomerate zu bilden. Die Viskosität des Gemisches kann durch das Verhältnis von Hilfslösungsmitteln problemlos für Tintenstrahldruck angepasst werden. Nach dem Drucken auf dehnbare Substrate und Trocknen erzeugt der pigmentierte Film sehr robuste Bilder, welche um bis zu 300 % für Tausende von Zyklen gedehnt werden können. Andere Vorteile der Tinte umfassen gute Haftung auf Latexsubstrat und abstimmbare Trockenzeit. In embodiments, the stretchable aqueous ink formulation uses latex of acrylate elastomeric materials in the nanometer range in combination with pigment dispersions. In particular, low T _g copolymers of butyl acrylate and methacrylate or acrylate and vinyl acetate were used. These starting materials provide a low cost acrylate latex. With suitable surfactants, the acrylate latex together with pigment dispersion can be mixed very well without forming any agglomerates. The viscosity of the mixture can be readily adjusted for ink jet printing by the ratio of co-solvents. After printing on stretchable substrates and drying, the pigmented film produces very robust images that can be stretched up to 300% for thousands of cycles. Other advantages of the ink include good adhesion to latex substrate and tunable drying time.

Bei Polymeren von Acrylat (auch Acrylester genannt) handelt es sich um eine Klasse von Polymeren mit der folgenden Struktur:

wobei R₁ ein Wasserstoff oder eine Alkylgruppe, wie beispielsweise eine Methylgruppe, sein kann, R₂ eine Alkylgruppe sein kann, die gegebenenfalls substituiert ist. Obwohl Fluorelastomer- und Polyurethanemulsionen selber nützliche Zwecke zur allgemeinen Anwendbarkeit erfüllen, kann ein kostengünstiges elastisches Material vorteilhaft sein. Daher sehen die vorliegenden Ausführungsformen eine Formulierung einer dehnbaren wässrigen Tinte auf der Basis von Acrylatelastomermaterialien vor. Polymers of acrylate (also called acrylic esters) are a class of polymers having the following structure:

wherein R _{1 may be} a hydrogen or an alkyl group such as a methyl group, R _{2 may be} an alkyl group which is optionally substituted. Although fluoroelastomer and polyurethane emulsions themselves serve useful purposes for general applicability, a low cost elastic material may be advantageous. Therefore, the present embodiments provide a formulation of a stretchable aqueous ink based on acrylate elastomer materials.

In Ausführungsformen umfasst der Acrylatelastomerlatex ein Copolymer, das Acrylat umfasst. In einigen solchen Ausführungsformen kann das Copolymer aus der Gruppe bestehend aus einem Copolymer von Acrylat und Chlorethylvinylether, einem Copolymer von Acrylat und Acrylonitril, einem Copolymer von Acrylat und Styrol, einem Copolymer von Acrylat und Vinylacetat, einem Copolymer von Acrylat und Ethylen, einem Copolymer von Acrylat und Methacrylat und Mischungen davon ausgewählt sein. In spezifischen Ausführungsformen ist der Acrylatelastomerlatex ein Copolymer von Butylacrylat und Methacrylat oder Acrylat und Vinylacetat. In embodiments, the acrylate elastomer latex comprises a copolymer comprising acrylate. In some such embodiments, the copolymer may be selected from the group consisting of a copolymer of acrylate and chloroethyl vinyl ether, a copolymer of acrylate and acrylonitrile, a copolymer of acrylate and styrene, a copolymer of acrylate and vinyl acetate, a copolymer of acrylate and ethylene, a copolymer of Acrylate and methacrylate and mixtures thereof. In specific embodiments, the acrylate elastomer latex is a copolymer of butyl acrylate and methacrylate or acrylate and vinyl acetate.

In Ausführungsformen umfasst der Acrylatelastomerlatex eine Mischung eines ersten Acrylatlatex und einen zweiten Acrylatlatex. In einigen Ausführungsformen ist der erste Acrylatlatex aus der Gruppe bestehend aus einem Copolymer von Acrylat und Methacrylat, einem Copolymer von Methacrylat und Vinylacetat, einem Copolymer von Acrylat und Styrol und Mischungen davon ausgewählt, und der zweite Acrylatlatex ist aus der Gruppe bestehend aus einem Copolymer von Acrylat und Chlorethylvinylether, einem Copolymer von Acrylat und Acrylonitril, einem Copolymer von Acrylat und Styrol, einem Copolymer von Acrylat und Vinylacetat, einem Copolymer von Acrylat und Ethylen und Mischungen davon ausgewählt. In einigen Ausführungsformen weist der erste Acrylatlatex eine Glasübergangstemperatur von über etwa 0 °C, einschließlich über etwa 5 °C und über etwa 10 °C, aber unter etwa 100 °C oder unter etwa 80 °C, einschließlich etwa 60 °C auf. Der zweite Acrylatlatex weist eine Glasübergangstemperatur von unter etwa 0 °, einschließlich unter etwa 10 °C oder unter etwa –20 °C auf. In embodiments, the acrylate elastomer latex comprises a blend of a first acrylate latex and a second acrylate latex. In some embodiments, the first acrylate latex is selected from the group consisting of a copolymer of acrylate and methacrylate, a copolymer of methacrylate and vinyl acetate, a copolymer of acrylate and styrene, and mixtures thereof, and the second acrylate latex is selected from the group consisting of a copolymer of Acrylate and chloroethyl vinyl ether, a copolymer of acrylate and acrylonitrile, a copolymer of acrylate and styrene, a copolymer of acrylate and vinyl acetate, a copolymer of acrylate and ethylene, and mixtures thereof. In some embodiments, the first acrylate latex has a glass transition temperature greater than about 0 ° C, including greater than about 5 ° C and greater than about 10 ° C, but less than about 100 ° C, or less than about 80 ° C, including about 60 ° C. The second acrylate latex has a glass transition temperature of below about 0 °, including below about 10 ° C or below about -20 ° C.

In einigen Ausführungsformen kann der Acrylatelastomerlatex eine mittlere Teilchengröße von etwa 20 nm bis etwa 600 nm oder von etwa 50 nm bis etwa 500 nm oder von etwa 50 nm bis etwa 300 nm aufweisen. In some embodiments, the acrylate elastomer latex may have an average particle size of from about 20 nm to about 600 nm, or from about 50 nm to about 500 nm, or from about 50 nm to about 300 nm.

In Ausführungsformen kann das Acrylatelastomer in jeder gewünschten oder wirksamen Menge von mindestens etwa 0,1 Gewichtsprozent der Tinte in einer Ausführungsform, von mindestens etwa 1 Gewichtsprozent der Tinte in einer anderen Ausführungsform und von mindestens etwa 2 Gewichtsprozent der Tinte in noch einer anderen Ausführungsform, und von höchstens etwa 25 Gewichtsprozent der Tinte in einer Ausführungsform, von höchstens etwa 20 Gewichtsprozent der Tinte in einer anderen Ausführungsform und von höchstens etwa 15 Gewichtsprozent der Tinte in noch einer anderen Ausführungsform vorhanden sein, obwohl die Menge auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. In embodiments, the acrylate elastomer may be present in any desired or effective amount of at least about 0.1 percent by weight of the ink in one embodiment, at least about 1 percent by weight of the ink in another embodiment, and at least about 2 percent by weight of the ink in yet another embodiment; of at most about 25 percent by weight of the ink in one embodiment, at most about 20 percent by weight of the ink in another embodiment, and at most about 15 percent by weight of the ink in yet another embodiment, although the amount may be outside these ranges.

Mit geeigneten Tensiden kann der Acrylatlatex zusammen mit der Farbmitteldispersion gemischt werden, ohne jegliche Agglomerate zu bilden. Folglich wird das Farbmittel in der gesamten Acrylatmatrix homogen verteilt. Mit anderen Worten behalten sowohl die Farbmittelteilchen als auch die Acrylatlatexteilchen nach dem Mischen ihre Primärteilchengröße bei. Die Gesamtteilchengröße der Formulierung der dehnbaren Tinte, einschließlich der Farbmittelteilchen, der Latexteilchen und/oder der koaleszierten Farbmittel- und Latexteilchen, kann höchstens etwa 600 nm, einschließlich höchstens etwa 500 nm oder höchstens etwa 300 nm, zum Beispiel etwa 20 nm bis etwa 600 nm, betragen. Die Viskosität des Gemisches kann anschließend für Tintenstrahldruck angepasst werden. Nach dem Drucken auf ein verformbares Substrat und Trocknen erzeugt die Tintenzusammensetzung robuste Bilder, die um bis zu 110 % bis 150 % für Tausende von Zyklen in mehreren Richtungen gedehnt werden könnten. In weiteren Ausführungsformen können die Bilder um bis 300 % für Hunderte von Zyklen und bis zu 500 % für Hunderte von Zyklen in mehreren Richtungen gedehnt werden. With suitable surfactants, the acrylate latex can be mixed with the colorant dispersion without forming any agglomerates. Consequently, the colorant is homogeneously distributed throughout the acrylate matrix. In other words, both the colorant particles and the acrylate latex particles retain their primary particle size after mixing. The total particle size of the expandable ink formulation, including the colorant particles, the latex particles and / or the coalesced colorant and latex particles, may be at most about 600 nm, including at most about 500 nm or at most about 300 nm, for example about 20 nm to about 600 nm , amount. The viscosity of the mixture can then be adjusted for ink jet printing. After printing on a deformable substrate and drying, the ink composition produces robust images that could be stretched up to 110% to 150% for thousands of cycles in multiple directions. In other embodiments, the images may be stretched up to 300% for hundreds of cycles and up to 500% for hundreds of cycles in multiple directions.

Es kann jedes Tensid eingesetzt werden, das ein Latex des Acrylatelastomers in der Tinte bildet. Beispiele für geeignete Tenside umfassen anionische Tenside, kationische Tenside, nichtionische Tenside, zwitterionische Tenside und dergleichen sowie Mischungen davon. Beispiele für geeignete Tenside umfassen Alkylpolyethylenoxide, Alkylphenylpolyethylenoxide, Polyethylenoxid-Blockcopolymere, Acetylenpolyethylenoxide, Polyethylenoxid(di)ester, Polyethylenoxidamine, protonierte Polyethylenoxidamine, protonierte Polyethylenoxidamide, Dimethicon-Copolyole, substituierte Aminoxide und dergleichen, wobei spezifische Beispiele primäre, sekundäre und tertiäre Aminsalzverbindungen umfassen, wie beispielsweise Chlorwasserstoffsäuresalze, Essigsäuresalze von Laurylamin, Kokosnussamin, Stearylamin, Kolophoniumamin; quartäre Ammoniumsalzverbindungen von Lauryltrimethylammoniumchlorid, Cetyltrimethylammoniumchlorid, Benzyltributylammoniumchlorid, Benzalkoniumchlorid usw.; pyridiniumsalzhaltige Verbindungen, wie beispielsweise Cetylpyridiniumchlorid, Cetylpyridiniumbromid usw.; nichtionische Tensid, wie beispielsweise Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylester, Acetylenalkohole, Acetylenglycole und andere Tenside, wie beispielsweise 2-Heptadecenyl-hydroxyethylimidazolin, Dihydroxyethylstearylamin, Stearyldimethylbetain und Lauryldihydroxyethylbetain; Fluortenside und dergleichen sowie Mischungen davon. Zusätzliche Beispiele für nichtionische Tenside umfassen Polyacrylsäure, Methalose, Methylcellulose, Ethylcellulose, Propylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Polyoxyethylencetylether, Polyoxyethylenlaurylether, Polyoxyethylenoctylether, Polyoxyethylenoctylphenylether, Polyoxyethylenoleylether, Polyoxyethylensorbitanmonolaurat, Polyoxyethylenstearylether, Polyoxyethylennonylphenylether, Dialkylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanol, erhältlich von Rhone-Poulenc als IGEPAL CA-210^TM IGEPAL CA-520^TM, IGEPAL CA-720^TM, IGEPAL CO-890^TM, IGEPAL CO-720^TM, IGEPAL CO-290^TM, IGEPAL CA-210TM, ANTAROX 890^TM und ANTAROX 897^TM. Weitere Beispiele für geeignete nichtionische Tenside umfassen ein Copolymer von Polyethylenoxid und Polypropylenoxid, einschließlich jener, die im Handel als SYNPERONIC PE/F, wie beispielsweise SYNPERONIC PE/F 108, erhältlich sind. Andere Beispiele für geeignete anionische Tenside umfassen Sulfate und Sulfonate, Natriumdodecylsulfat (SDS), Natriumdodecylbenzensulfonat, Natriumdodecylnaphthalensulfat, Dialkylbenzenalkylsulfate und -sulfonate, Säuren, wie beispielsweise Abietinsäure, erhältlich von Aldrich, NEOGEN R^TM, NEOGEN SC^TM, erhältlich von Daiichi Kogyo Seiyaku, Kombinationen davon und dergleichen. Weitere Beispiele für geeignete anionische Tenside umfassen DOWFAX^TM 2A1, ein Alkyldiphenyloxiddisulfonat von der Dow Chemical Company, und/oder TAYCA POWER BN2060 von der Tayca Corporation (Japan), wobei es sich um verzweigte Natriumdodecylbenzensulfonate handelt. Andere Beispiele für geeignete kationische Tenside, welche üblicherweise positiv geladen sind, umfassen Alkylbenzyldimethylammoniumchlorid, Dialkylbenzenalkylammoniumchlorid, Lauryltrimethylammoniumchlorid, Alkylbenzylmethylammoniumchlorid, Alkylbenzyldimethylammoniumbromid, Benzalkoniumchlorid, Cetylpyridiniumbromid, C₁₂, C₁₅, C₁₇ Trimethylammoniumbromid, Halogensalze von quaternisierten Polyoxyethylalkylaminen, Dodecylbenzyltriethylammoniumchlorid, MIRAPOL^TM und ALKAQUAT^TM, erhältlich von der Alkaril Chemical Company, SANIZOL^TM (Benzalkoniumchlorid), erhältlich von Kao Chemicals, und dergleichen sowie Mischungen davon. Es können Mischungen von beliebigen zwei oder mehr Tensiden verwendet werden. Das Tensid ist in jeder gewünschten oder wirksamen Menge von mindestens etwa 0,01 Gewichtsprozent der Tinte in einer Ausführungsform und von höchstens etwa 5 Gewichtsprozent der Tinte in einer Ausführungsform vorhanden, obwohl die Menge auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Es ist zu erwähnen, dass die Tenside in einigen Fällen auch Dispersanten genannt werden. Any surfactant that forms a latex of the acrylate elastomer in the ink can be used. Examples of suitable surfactants include anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants, zwitterionic surfactants, and the like, and mixtures thereof. Examples of suitable surfactants include alkyl polyethylene oxides, alkylphenyl polyethylene oxides, polyethylene oxide block copolymers, acetylenic polyethylene oxides, polyethylene oxide diesters, polyethylene oxide amines, protonated polyethylene oxide amines, protonated polyethylene oxide amides, dimethicone copolyols, substituted amine oxides, and the like, specific examples of which include primary, secondary, and tertiary amine salt compounds, such as for example, hydrochloric acid salts, acetic acid salts of laurylamine, coconut amine, stearylamine, rosin amine; quaternary ammonium salt compounds of lauryltrimethylammonium chloride, cetyltrimethylammonium chloride, benzyltributylammonium chloride, benzalkonium chloride, etc .; pyridinium salt-containing compounds such as cetylpyridinium chloride, cetylpyridinium bromide, etc .; nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl esters, acetylene alcohols, acetylene glycols and other surfactants such as 2-heptadecenyl-hydroxyethylimidazoline, dihydroxyethylstearylamine, stearyldimethylbetaine and lauryldihydroxyethylbetaine; Fluorosurfactants and the like and mixtures thereof. Additional examples of nonionic surfactants include polyacrylic acid, methalose, methylcellulose, ethylcellulose, propylcellulose, hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene octyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, dialkylphenoxypoly (ethyleneoxy) ethanol, available from Rhone-Poulenc as IGEPAL CA. -210 ^™ IGEPAL CA-520 ^™ , IGEPAL CA-720 ^™ , IGEPAL CO-890 ^™ , IGEPAL CO-720 ^™ , IGEPAL CO-290 ^™ , IGEPAL CA-210 ™, ANTAROX 890 ^™ and ANTAROX 897 ^™ . Further examples of suitable nonionic surfactants include a copolymer of polyethylene oxide and polypropylene oxide, including those commercially available as SYNPERONIC PE / F, such as SYNPERONIC PE / F 108. Other examples of suitable anionic surfactants include sulfates and sulfonates, sodium dodecyl sulfate (SDS), sodium dodecylbenzene sulfonate, sodium dodecylnaphthalene sulfate, dialkylbenzene alkyl sulfates and sulfonates, acids such as abietic acid, available from Aldrich, NEOGEN R ^™ , NEOGEN SC ^™ , available from Daiichi Kogyo Seiyaku, combinations of it and the like. Further examples of suitable anionic surfactants include DOWFAX ^™ 2A1, an alkyldiphenyloxide disulfonate from Dow Chemical Company, and / or TAYCA POWER BN2060 from Tayca Corporation (Japan), which are branched sodium dodecylbenzenesulfonates. Other examples of suitable cationic surfactants, which are usually positively charged, include alkylbenzyl, Dialkylbenzenalkylammoniumchlorid, lauryl trimethyl ammonium chloride, benzenealkyl, Alkylbenzyldimethylammoniumbromid, benzalkonium chloride, cetyl pyridinium bromide, C _12, C _15, C ₁₇ trimethyl ammonium bromide, halide salts of quaternized polyoxyethylalkylamines, dodecylbenzyl, MIRAPOL ^™ and Alkaquat ^TM available from Alkaril Chemical Company, SANIZOL ^™ (benzalkonium chloride) available from Kao Chemicals, and the like, and mixtures thereof. Mixtures of any two or more surfactants can be used. The surfactant is present in any desired or effective amount of at least about 0.01 percent by weight of the ink in one embodiment and at most about 5 percent by weight of the ink in one embodiment, although the amount may be outside these ranges. It should be noted that the surfactants are also called dispersants in some cases.

Die hierin offenbarten Tinten enthalten ein wässriges flüssiges Bindemittel. Das flüssige Bindemittel kann nur aus Wasser bestehen, oder es kann ein Gemisch aus Wasser und einer in Wasser löslichen oder in Wasser mischbaren organischen Komponente, die als Hilfslösungsmittel, Benetzungsmittel oder dergleichen bezeichnet wird (hierin im Folgenden Hilfslösungsmittel), umfassen, wie beispielsweise Alkohole oder Alkoholderivate, die aliphatische Alkohole, aromatische Alkohole, Diole, Glycolether, Polyglycolether, langkettige Alkohole, primäre aliphatische Alkohole, sekundäre aliphatische Alkohole, 1,2-Alkohole, 1,3-Alkohole, 1,5-Alkohole, Ethylenglycolalkylether, Propylenglycolalkylether, methoxyliertes Glycerol, ethoxyliertes Glycerol, höhere Homologe von Polyethylenglycolalkylethern und dergleichen umfassen, wobei spezifische Beispiele Ethylenglycol, Propylenglycol, Diethylenglycole, Glycerin, Dipropylenglycole, Polyethylenglycole, Polypropylenglycole, Trimethylolpropan, 1,5-Pentandiol, 2-Methyl-1,3-propandiol, 2-Ethyl-2-hydroxymethyl-1,3-propandiol, 3-Methoxybutanol, 3-Methyl-1,5-pentandiol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 2,4-Heptandiol und dergleichen umfassen; ebenfalls geeignet sind Amide, Ethers, Harnstoff, substituierte Harnstoffe, wie beispielsweise Thioharnstoff, Ethylenharnstoff, Alkylharnstoff, Alkylthioharnstoff, Dialkylharnstoff und Dialkylthioharnstoff, Carbonsäuren und ihre Salze, wie beispielsweise 2-Methylpentansäure, 2-Ethyl-3-propylacrylsäure, 2- Ethylhexansäure, 3-Ethoxypropionsäure und dergleichen, Ester, Organosulfide, Organosulfoxide, Sulfone (wie beispielsweise Sulfolan), Carbitol, Butylcarbitol, Cellusolve, Ether, Tripropylenglycolmonomethylether, Etherderivate, Hydroxyether, Aminoalkohole, Ketone, N-Methylpyrrolidinon, 2-Pyrrolidinon, Cyclohexylpyrrolidon, Amide, Sulfoxide, Lactone, Polyelectrolyte, Methylsulfonylethanol, Imidazol, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, Betain, Zucker, wie beispielsweise 1-Deoxy-D-galactitol, Mannitol, Inositol und dergleichen, substituierte und unsubstituierte Formamide, substituierte und unsubstituierte Acetamide, und andere in Wasser lösliche oder in Wasser mischbare Materialien sowie Mischungen davon. Wenn Gemische aus Wasser und in Wasser löslichen oder in Wasser mischbaren organischen Flüssigkeiten als das flüssige Bindemittel ausgewählt sind, kann das Verhältnis von Wasser zu organischer Komponente in einer Ausführungsform im Bereich von etwa 100:0 bis etwa 30:70 und in einer anderen Ausführungsform von etwa 95:5 bis etwa 30:70 oder etwa 97:3 bis etwa 40:60 und in noch einer anderen Ausführungsform von etwa 95:5 bis etwa 60:40 liegen, obwohl das Verhältnis auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Die Nichtwasser-Komponente des flüssigen Bindemittels dient im Allgemeinen als Benetzungsmittel oder Hilfslösungsmittel, welches einen Siedepunkt aufweist, der höher als der von Wasser (100 °C) ist. Die organische Komponente des Tintenbindemittels kann außerdem dazu dienen, die Oberflächenspannung der Tinte zu modifizieren, die Viskosität der Tinte zu modifizieren, das Farbmittel aufzulösen oder zu verteilen und/oder die Trocknungscharakteristiken der Tinte zu beeinflussen. In den hierin offenbarten Tintenzusammensetzungen kann das flüssige Bindemittel in einer Ausführungsform in einer Menge von etwa 60 bis etwa 99,9 Gewichtsprozent der Tinte und in einer anderen Ausführungsform von etwa 80 bis etwa 99,5 Gewichtsprozent der Tinte und in noch einer anderen Ausführungsform von etwa 90 bis etwa 99 Gewichtsprozent der Tinte vorhanden sein, obwohl die Menge auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. The inks disclosed herein contain an aqueous liquid binder. The liquid binder may consist only of water, or may comprise a mixture of water and a water-soluble or water-miscible organic component referred to as co-solvent, wetting agent or the like (hereinafter co-solvent), such as alcohols or Alcohol derivatives, the aliphatic alcohols, aromatic alcohols, diols, glycol ethers, polyglycol ethers, long-chain alcohols, primary aliphatic alcohols, secondary aliphatic alcohols, 1,2-alcohols, 1,3-alcohols, 1,5-alcohols, ethylene glycol alkyl ethers, propylene glycol alkyl ethers, methoxylated glycerol , ethoxylated glycerol, higher homologs of polyethylene glycol alkyl ethers, and the like, specific examples of which include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycols, glycerin, dipropylene glycols, polyethylene glycols, polypropylene glycols, trimethylolpropane, 1,5-pentanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2-ethyl 2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, 3-meth oxybutanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 2,4-heptanediol and the like; also suitable are amides, ethers, urea, substituted ureas such as thiourea, ethyleneurea, alkylurea, alkylthiourea, dialkylurea and dialkylthiourea, carboxylic acids and their salts such as 2-methylpentanoic acid, 2-ethyl-3-propylacrylic acid, 2-ethylhexanoic acid, 3 Ethoxypropionic acid and the like, esters, organosulfides, organosulfoxides, sulfones (such as sulfolane), carbitol, butylcarbitol, cellosolve, ethers, tripropylene glycol monomethyl ether, ether derivatives, hydroxyethers, aminoalcohols, ketones, N-methylpyrrolidinone, 2-pyrrolidinone, cyclohexylpyrrolidone, amides, sulfoxides, Lactones, polyelectrolytes, methylsulfonylethanol, imidazole, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, betaine, sugars such as 1-deoxy-D-galactitol, mannitol, inositol and the like, substituted and unsubstituted formamides, substituted and unsubstituted acetamides, and others water-soluble or water-miscible materials and Mixtures thereof. When mixtures of water and water-soluble or water-miscible organic liquids are selected as the liquid binder, in one embodiment the ratio of water to organic component may range from about 100: 0 to about 30:70 and in another embodiment of from about 95: 5 to about 30:70 or about 97: 3 to about 40:60, and in yet another embodiment from about 95: 5 to about 60:40, although the ratio may be outside of these ranges. The non-water component of the liquid binder generally serves as a wetting or co-solvent having a boiling point higher than that of water (100 ° C). The organic component of the ink binder may also serve to modify the surface tension of the ink, to modify the viscosity of the ink, to dissolve or disperse the colorant, and / or to affect the drying characteristics of the ink. In the ink compositions disclosed herein, in one embodiment, the liquid binder may be present in an amount of from about 60 to about 99.9 percent by weight of the ink, and in another embodiment from about 80 to about 99.5 percent by weight of the ink, and in yet another embodiment of about From 90 to about 99 percent by weight of the ink, although the amount may be outside these ranges.

Die hierin offenbarten Tinten können auch ein Farbmittel enthalten. Das Farbmittel kann ein Farbstoff, ein Pigment oder eine Mischung davon sein. Beispiele für geeignete Farbstoffe umfassen anionische Farbstoffe, kationische Farbstoffe, nichtionische Farbstoffe zwitterionische Farbstoffe und dergleichen. Spezifische Beispiele für geeignete Farbstoffe umfassen Lebensmittelfarbstoffe, wie beispielsweise Food Black Nr.1, Food Black Nr. 2, Food Red Nr. 40, Food Blue Nr.1, Food Yellow Nr. 7 und dergleichen, FD & C Farbstoffe, Acid Black Farbstoffe (Nr. 1, 7, 9, 24, 26, 48, 52, 58, 60, 61, 63, 92, 107, 109, 118, 119, 131, 140, 155, 156, 172, 194 und dergleichen), Acid Red Farbstoffe (Nr. 1, 8, 32, 35, 37, 52, 57, 92, 115, 119, 154, 249, 254, 256 und dergleichen), Acid Blue Farbstoffe (Nr. 1, 7, 9, 25, 40, 45, 62, 78, 80, 92, 102, 104, 113, 117, 127, 158, 175, 183, 193, 209 und dergleichen), Acid Yellow Farbstoffe (Nr. 3, 7, 17, 19, 23, 25, 29, 38, 42, 49, 59, 61, 72, 73, 114, 128, 151 und dergleichen), Direct Black Farbstoffe (Nr. 4, 14, 17, 22, 27, 38, 51, 112, 117, 154, 168 und dergleichen), Direct Blue Farbstoffe (Nr. 1, 6, 8, 14, 15, 25, 71, 76, 78, 80, 86, 90, 106, 108, 123, 163, 165, 199, 226 und dergleichen), Direct Red Farbstoffe (Nr. 1, 2, 16, 23, 24, 28, 39, 62, 72, 236 und dergleichen), Direct Yellow Farbstoffe (Nr. 4, 11, 12, 27, 28, 33, 34, 39, 50, 58, 86, 100, 106, 107, 118, 127, 132, 142, 157 und dergleichen), reaktive Farbstoffe, wie beispielsweise Reactive Red Farbstoffe (Nr. 4, 31, 56, 180, und dergleichen), Reactive Black Farbstoffe (Nr. 31 und dergleichen), Reactive Yellow Farbstoffe (Nr. 37 und dergleichen); Anthrachinonfarbstoffe, Monoazofarbstoffe, Disazofarbstoffe, Phthalocyaninderivate, einschließlich verschiedener Phthalocyaninsulfonatsalze, Aza(18)annulene, Formazan-Kupfer-Komplexe, Triphenodioxazine und dergleichen; und dergleichen sowie Mischungen davon. Der Farbstoff ist in der Tintenzusammensetzung in jeder gewünschten oder wirksamen Menge von etwa 0,05 bis etwa 15 Gewichtsprozent der Tinte in einer Ausführungsform, von etwa 0,1 bis etwa 10 Gewichtsprozent der Tinte in einer anderen Ausführungsform und von etwa 1 bis etwa 5 Gewichtsprozent der Tinte in noch einer anderen Ausführungsform vorhanden, obwohl die Menge auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. The inks disclosed herein may also contain a colorant. The colorant may be a dye, a pigment or a mixture thereof. Examples of suitable dyes include anionic dyes, cationic dyes, nonionic dyes, zwitterionic dyes, and the like. Specific examples of suitable dyes include food colorants such as Food Black # 1, Food Black # 2, Food Red # 40, Food Blue # 1, Food Yellow # 7 and the like, FD & C dyes, Acid Black dyes (Nos. 1, 7, 9, 24, 26, 48, 52, 58, 60, 61, 63, 92, 107, 109, 118, 119, 131, 140, 155, 156, 172, 194 and the like), Acid Red dyes (Nos. 1, 8, 32, 35, 37, 52, 57, 92, 115, 119, 154, 249, 254, 256 and the like), Acid Blue dyes (Nos. 1, 7, 9, 25 , 40, 45, 62, 78, 80, 92, 102, 104, 113, 117, 127, 158, 175, 183, 193, 209 and the like), Acid Yellow dyes (Nos. 3, 7, 17, 19, 23, 25, 29, 38, 42, 49, 59, 61, 72, 73, 114, 128, 151 and the like), direct black dyes (Nos. 4, 14, 17, 22, 27, 38, 51, 112) , 117, 154, 168 and the like), direct blue dyes (Nos. 1, 6, 8, 14, 15, 25, 71, 76, 78, 80, 86, 90, 106, 108, 123, 163, 165, 199, 226 and the like), Direct Red dyes (Nos. 1, 2, 16, 23, 24, 28, 39, 62, 72, 236 and the like Ien), Direct Yellow Dyes (No. 4, 11, 12, 27, 28, 33, 34, 39, 50, 58, 86, 100, 106, 107, 118, 127, 132, 142, 157 and the like), reactive dyes such as reactive red dyes (U.S. No. 4, 31, 56, 180, and the like), Reactive Black dyes (No. 31 and the like), Reactive Yellow dyes (No. 37, and the like); Anthraquinone dyes, monoazo dyes, disazo dyes, phthalocyanine derivatives including various phthalocyanine sulfonate salts, aza (18) -annulenes, formazan-copper complexes, triphenodioxazines and the like; and the like, and mixtures thereof. The dye in the ink composition is in any desired or effective amount of from about 0.05 to about 15 percent by weight of the ink in one embodiment, from about 0.1 to about 10 percent by weight of the ink in another embodiment, and from about 1 to about 5 percent by weight of the ink in yet another embodiment, although the amount may be outside these ranges.

Beispiele für geeignete Pigmente umfassen Schwarzpigmente, Weißpigmente, Cyanpigmente, Magentapigmente, Gelbpigmente oder dergleichen. Ferner können Pigmente organische oder anorganische Teilchen sein. Geeignete anorganische Pigmente umfassen zum Beispiel Carbon Black. Es können jedoch auch andere anorganische Pigmente geeignet sein, wie beispielsweise Titanoxid, Cobaltblau (CoOAl₂O₃), Chromgelb (PbCrO₄) und Eisenoxid. Geeignete organische Pigmente umfassen zum Beispiel Azopigmente, einschließlich Diazopigmente und Monoazopigmente, polycyclische Pigmente (z. B. Phthalocyaninpigmente, wie beispielsweise Phthalocyaninblautöne und Phthalocyaningrüntöne), Perylenpigmente, Perinonpigmente, Anthrachinonpigmente, Chinacridonpigmente, Dioxazinpigmente, Thioindigopigmente, Isoindolinonpigmente, Pyranthronpigmente und Chinophthalonpigmente), unlösliche Farbstoffchelate (z. B. basische Farbstoffchelate und saures Farbstoffchelat), Nitropigmente, Nitrosopigmente, Anthanthronpigmente, wie beispielsweise PR168, und dergleichen. Repräsentative Beispiele von Phthalocyaninblau- und -grüntönen umfassen Kupferphthalocyaninblau, Kupferphthalocyaningrün und Derivate davon (Pigment Blue 15, Pigment Green 7 und Pigment Green 36). Repräsentative Beispiele von Chinacridonen umfassen Pigment Orange 48, Pigment Orange 49, Pigment Red 122, Pigment Red 192, Pigment Red 202, Pigment Red 206, Pigment Red 207, Pigment Red 209, Pigment Violet 19 und Pigment Violet 42. Repräsentative Beispiele von Anthrachinonen umfassen Pigment Red 43, Pigment Red 194, Pigment Red 177, Pigment Red 216 und Pigment Red 226. Repräsentative Beispiele von Perylenen Pigment Red 123, Pigment Red 149, Pigment Red 179, Pigment Red 190, Pigment Red 189 und Pigment Red 224. Repräsentative Beispiele von Thioindigoiden umfassen Pigment Red 86, Pigment Red 87, Pigment Red 88, Pigment Red 181, Pigment Red 198, Pigment Violet 36 und Pigment Violet 38. Repräsentative Beispiele von heterocyclischen Gelbtönen umfassen Pigment Yellow 1, Pigment Yellow 3, Pigment Yellow 12, Pigment Yellow 13, Pigment Yellow 14, Pigment Yellow 17, Pigment Yellow 65, Pigment Yellow 73, Pigment Yellow 74, Pigment Yellow 90, Pigment Yellow 110, Pigment Yellow 117, Pigment Yellow 120, Pigment Yellow 128, Pigment Yellow 138, Pigment Yellow 150, Pigment Yellow 151, Pigment Yellow 155 und Pigment Yellow 213. Solche Pigmente sind im Handel entweder in Pulver- oder Presskuchenform von einer Anzahl von Quellen, einschließlich der BASF Corporation, Engelhard Corporation und Sun Chemical Corporation, erhältlich. Beispiele von Schwarzpigmenten, die verwendet werden können, umfassen Kohlenstoffpigmente. Das Kohlenstoffpigment kann beinahe jedes im Handel erhältliche Kohlenstoffpigment sein, das annehmbare optische Dichte und Druckcharakteristiken bereitstellt. Kohlenstoffpigmente, die zur Verwendung im vorliegenden System und Verfahren geeignet sind, umfassen ohne Einschränkung Carbon Black, Grafit, Glaskohlenstoff, Holzkohle und Kombinationen davon. Solche Kohlenstoffpigmente können durch eine Vielzahl von bekannten Verfahren hergestellt werden, wie beispielsweise ein Kanalverfahren, ein Kontaktverfahren, ein Ofenverfahren, ein Acetylenverfahren oder ein thermisches Verfahren, und sind im Handel von solchen Anbietern wie Cabot Corporation, Columbian Chemicals Company, Evonik und E.I. DuPont de Nemours and Company erhältlich. Geeignete Carbon-Black-Pigmente umfassen ohne Einschränkung Pigmente von Cabot, wie beispielsweise MONARCH 1400, MONARCH 1300, MONARCH 1100, MONARCH 1000, MONARCH 900, MONARCH 880, MONARCH 800, MONARCH 700, CAB-O-JET 200, CAB-O-JET 300, REGAL, BLACK PEARLS, ELFTEX, MOGUL und VULCAN Pigmente; Pigmente von Columbian, wie beispielsweise RAVEN 5000 und RAVEN 3500; Pigmente von Evonik, wie beispielsweise Color Black FW 200, FW 2, FW 2V, FW 1, FW 18, FW S160, FW S170, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A, Special Black 4, PRINTEX U, PRINTEX 140U, PRINTEX V und PRINTEX 140V. Die vorstehende Liste von Pigmenten umfasst unmodifizierte Pigmentteilchen, Pigmentteilchen, die an kleine Moleküle gebunden sind, und Pigmentteilchen, die in Polymer verteilt sind. Es können auch andere Pigmente sowie Mischungen davon ausgewählt werden. Es ist wünschenswert, dass die Größe der Pigmentteilchen so klein als möglich ist, um eine stabile kolloidale Suspension der Teilchen im flüssigen Bindemittel zu ermöglichen und Verstopfung in den Tintenkanälen zu verhindern, wenn die Tinte in einem Thermotintenstrahldrucker oder einem piezoelektrischen Tintenstrahldrucker verwendet wird. Examples of suitable pigments include black pigments, white pigments, cyan pigments, magenta pigments, yellow pigments or the like. Furthermore, pigments may be organic or inorganic particles be. Suitable inorganic pigments include, for example, carbon black. However, other inorganic pigments may also be suitable, such as titanium oxide, cobalt blue (CoOAl ₂ O ₃ ), chrome yellow (PbCrO ₄ ) and iron oxide. Suitable organic pigments include, for example, azo pigments including diazo pigments and monoazo pigments, polycyclic pigments (for. Example, phthalocyanine pigments such as Phthalocyaninblautöne and Phthalocyaningrüntöne), perylene pigments, perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxazine pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, pyranthrone pigments, and quinophthalone pigments), insoluble dye chelates (e.g., basic dye chelates and acid dye chelate), nitro pigments, nitrosopigments, anthanthrone pigments such as PR168, and the like. Representative examples of phthalocyanine blue and green shades include copper phthalocyanine blue, copper phthalocyanine green and derivatives thereof (Pigment Blue 15, Pigment Green 7 and Pigment Green 36). Representative examples of quinacridones include Pigment Orange 48, Pigment Orange 49, Pigment Red 122, Pigment Red 192, Pigment Red 202, Pigment Red 206, Pigment Red 207, Pigment Red 209, Pigment Violet 19 and Pigment Violet 42. Representative examples of anthraquinones include Pigment Red 43, Pigment Red 194, Pigment Red 177, Pigment Red 216 and Pigment Red 226. Representative examples of Perylene Pigment Red 123, Pigment Red 149, Pigment Red 179, Pigment Red 190, Pigment Red 189 and Pigment Red 224. Representative examples Thioindigoides include Pigment Red 86, Pigment Red 87, Pigment Red 88, Pigment Red 181, Pigment Red 198, Pigment Violet 36 and Pigment Violet 38. Representative examples of heterocyclic yellows include Pigment Yellow 1, Pigment Yellow 3, Pigment Yellow 12, Pigment Pigment Yellow 14, Pigment Yellow 14, Pigment Yellow 17, Pigment Yellow 65, Pigment Yellow 73, Pigment Yellow 74, Pigment Yellow 90, Pigment Yellow 110, Pigment Yellow 117, Pigment Yellow 120, Pigment Yellow 128, Pigment Yellow 138, Pigment Yellow 150, Pigment Yellow 151, Pigment Yellow 155 and Pigment Yellow 213. Such pigments are commercially available in either powder or press cake form from a number of sources, including BASF Corporation, Engelhard Corporation and Sun Chemical Corporation. Examples of black pigments that can be used include carbon pigments. The carbon pigment can be almost any commercially available carbon pigment that provides acceptable optical density and printing characteristics. Carbon pigments suitable for use in the present system and process include, without limitation, carbon black, graphite, glassy carbon, charcoal, and combinations thereof. Such carbon pigments can be prepared by a variety of known methods, such as a channeling process, a contact process, a furnace process, an acetylene process or a thermal process, and are commercially available from such suppliers as Cabot Corporation, Columbian Chemicals Company, Evonik and EI DuPont de Nemours and Company available. Suitable carbon black pigments include, but are not limited to, Cabot pigments such as MONARCH 1400, MONARCH 1300, MONARCH 1100, MONARCH 1000, MONARCH 900, MONARCH 880, MONARCH 800, MONARCH 700, CAB-O-JET 200, CAB-O. JET 300, REGAL, BLACK PEARLS, ELFTEX, MOGUL and VULCAN pigments; Pigments from Columbian such as RAVEN 5000 and RAVEN 3500; Pigments from Evonik such as Color Black FW 200, FW 2, FW 2V, FW 1, FW 18, FW S160, FW S170, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A, Special Black 4, PRINTEX U, PRINTEX 140U , PRINTEX V and PRINTEX 140V. The above list of pigments includes unmodified pigment particles, pigment particles bound to small molecules, and pigment particles dispersed in polymer. Other pigments as well as mixtures thereof can be selected. It is desirable that the size of the pigment particles be as small as possible to allow a stable colloidal suspension of the particles in the liquid binder and to prevent clogging in the ink channels when the ink is used in a thermal ink jet printer or a piezoelectric ink jet printer.

Die Farbmittel können verwendet werden, um Farbmitteldispersionen zu bilden, die in den Acrylatlatex eingemischt werden, um die Tinte zu bilden. In Ausführungsformen weist die Farbmitteldispersion eine mittlere Teilchengröße von etwa 20 bis etwa 600 nm oder von etwa 20 bis etwa 500 nm oder von etwa 30 bis etwa 300 nm auf. In Ausführungsformen ist das für die Farbmitteldispersion verwendete Tensid vom gleichen Typ Tensid wie das für den Acrylatlatex verwendete. The colorants can be used to form colorant dispersions which are blended into the acrylate latex to form the ink. In embodiments, the colorant dispersion has an average particle size of from about 20 to about 600 nm, or from about 20 to about 500 nm, or from about 30 to about 300 nm. In embodiments, the surfactant used for colorant dispersion is the same type of surfactant as that used for the acrylate latex.

In den hierin offenbarten Tintenzusammensetzungen ist das Farbmittel in jeder wirksamen Menge vorhanden, um den gewünschten Grad von Färbung zu erreichen, in einer Ausführungsform in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 15 Gewichtsprozent der Tinte, in einer anderen Ausführungsform von etwa 1 bis etwa 10 Gewichtsprozent der Tinte und in noch einer anderen Ausführungsform von etwa 2 bis etwa 7 Gewichtsprozent der Tinte, obwohl die Menge auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. In the ink compositions disclosed herein, the colorant is present in any effective amount to achieve the desired level of coloration, in one embodiment in an amount of from about 0.1 to about 15 percent by weight of the ink, in another embodiment from about 1 to about 10 percent by weight of the ink, and in still another embodiment, from about 2 to about 7 percent by weight of the ink, although the amount may be outside these ranges.

In einer Ausführungsform weist das Acrylatelastomer eine Zugfestigkeit von mindestens etwa 0,5 MPa, in einer anderen Ausführungsform von mindestens etwa 1,0 MPa und in noch einer anderen Ausführungsform von mindestens etwa 3,0 MPa und in einer anderen Ausführungsform von mindestens etwa 5,0 MPa, und in einer Ausführungsform von höchstens etwa 25 MPa, in einer anderen Ausführungsform von höchstens etwa 20 MPa und in noch einer anderen Ausführungsform von höchstens etwa 18 MPa auf, wie durch ASTM D412C gemessen, obwohl die Zugfestigkeit auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. In one embodiment, the acrylate elastomer has a tensile strength of at least about 0.5 MPa, in another embodiment at least about 1.0 MPa, and in yet another embodiment at least about 3.0 MPa, and in another embodiment at least about 5, 0 MPa, and in one embodiment at most about 25 MPa, in another embodiment at most about 20 MPa, and in yet another embodiment at most about 18 MPa, as by ASTM D412C although the tensile strength may be outside of these ranges.

In einer Ausführungsform weist das Acrylatelastomer eine Bruchdehnung von mindestens etwa 150 %, in einer anderen Ausführungsform von mindestens etwa 200 % und in noch einer anderen Ausführungsform von mindestens etwa 400 %, und in einer anderen Ausführungsform von höchstens etwa 1100 %, in einer anderen Ausführungsform von höchstens etwa 1000 % und in noch einer anderen Ausführungsform von höchstens etwa 800 % auf, wie durch ASTM D412C gemessen, obwohl die Bruchdehnung auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. In one embodiment, the acrylate elastomer has an elongation at break of at least about 150%, in another embodiment at least about 200% and in yet another embodiment at least about 400%, and in another embodiment at most about 1100%, in another embodiment at most about 1000%, and in yet another embodiment at most about 800%, as by ASTM D412C measured, although the elongation at break can also be outside of these ranges.

In einer Ausführungsform weist das Acrylatelastomer einen Wert von Härte (Shore A) von mindestens etwa 20, in einer anderen Ausführungsform von mindestens etwa 30 und in noch einer anderen Ausführungsform von mindestens etwa 40, und in einer anderen Ausführungsform von höchstens etwa 90, in einer anderen Ausführungsform von höchstens etwa 85 und in noch einer anderen Ausführungsform von höchstens etwa 80 auf, wie durch ASTM 2240 gemessen, obwohl die Härte auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. In one embodiment, the acrylate elastomer has a hardness (Shore A) value of at least about 20, in another embodiment at least about 30, and in still another embodiment at least about 40, and in another embodiment at most about 90 in one another embodiment of at most about 85 and in yet another embodiment of at most about 80, as by ASTM 2240 although the hardness may be outside of these ranges.

In einer Ausführungsform weist der Acrylatelastomerlatex eine Glasübergangstemperatur von mindestens etwa –70 °C, in einer anderen Ausführungsform von mindestens etwa –50 °C und in noch einer anderen Ausführungsform von mindestens etwa –40 °C, und in einer anderen Ausführungsform von höchstens etwa 25 °C, in einer anderen Ausführungsform von höchstens etwa 0 °C und in noch einer anderen Ausführungsform von höchstens etwa –10 °C auf, obwohl die Tg auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. In one embodiment, the acrylate elastomer latex has a glass transition temperature of at least about -70 ° C, in another embodiment at least about -50 ° C, and in yet another embodiment at least about -40 ° C, and in another embodiment at most about 25 ° C, in another embodiment at most about 0 ° C, and in yet another embodiment at most about -10 ° C, although the Tg may also be outside these ranges.

Die Tintenzusammensetzung kann ferner Vernetzer umfassen. In Ausführungsformen ist der Vernetzer ein Organoamin, eine aromatische Dihydroxyverbindung, Isocyanat, ein Peroxid, ein Metalloxid oder dergleichen sowie Mischungen davon. Vernetzung kann die physikalischen Eigenschaften der Bilder, die aus der Tintenzusammensetzung erzeugt werden, weiter verbessern. Der Vernetzer kann in jeder gewünschten oder effektiven Menge von mindestens etwa 0,1 Gewichtsprozent der Tinte in einer Ausführungsform, von mindestens etwa 1 Gewichtsprozent der Tinte in einer anderen Ausführungsform und von mindestens etwa 5 Gewichtsprozent der Tinte in noch einer anderen Ausführungsform, und von höchstens etwa 20 Gewichtsprozent der Tinte in einer Ausführungsform, von höchstens etwa 15 Gewichtsprozent der Tinte in einer anderen Ausführungsform und von höchstens etwa 10 Gewichtsprozent der Tinte in noch einer anderen Ausführungsform vorhanden sein, obwohl die Menge außerhalb dieser Bereiche liegen kann. The ink composition may further comprise crosslinkers. In embodiments, the crosslinker is an organoamine, an aromatic dihydroxy compound, isocyanate, a peroxide, a metal oxide or the like, and mixtures thereof. Cross-linking can further improve the physical properties of the images formed from the ink composition. The crosslinker may be present in any desired or effective amount of at least about 0.1 percent by weight of the ink in one embodiment, at least about 1 percent by weight of the ink in another embodiment, and at least about 5 percent by weight of the ink in yet another embodiment, and at most in one embodiment, at most about 15 percent by weight of the ink in another embodiment and at most about 10 percent by weight of the ink in yet another embodiment, although the amount may be outside of these ranges.

Andere optionale Additive für die Tinten umfassen Biozide, Fungizide, pH-Regler, wie beispielsweise Säuren oder Basen, Phosphatsalze, Carboxylatsalze, Sulfitsalze, Aminsalze, Pufferlösungen und dergleichen, Maskierungsmittel, wie beispielsweise EDTA (Ethylendiamintetraessigsäure), Viskositätsmodifikatoren, Egalisierungsmittel und dergleichen sowie Mischungen davon. Other optional additives for the inks include biocides, fungicides, pH regulators such as acids or bases, phosphate salts, carboxylate salts, sulfite salts, amine salts, buffer solutions, and the like, sequestering agents such as EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid), viscosity modifiers, leveling agents, and the like, and mixtures thereof ,

In einer Ausführungsform ist die Tintenzusammensetzung eine Zusammensetzung mit niedriger Viskosität. Der Begriff „niedrige Viskosität“ wird im Gegensatz zu herkömmlichen Tinten mit hoher Viskosität, wie beispielsweise Siebdrucktinten, verwendet, welche dazu neigen, eine Viskosität von mindestens 1.000 cps aufzuweisen. In spezifischen Ausführungsformen weist die hierin offenbarte Tinte eine Viskosität von höchstens etwa 100 cps in einer Ausführungsformen, höchstens etwa 50 cps in einer anderen Ausführungsform und höchstens etwa 20 cps in noch einer anderen Ausführungsform auf, obwohl die Viskosität auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Wenn in Tintenstrahldruckanwendungen verwendet, weisen die Tintenzusammensetzungen im Allgemeinen eine Viskosität auf, die zur Verwendung in den Tintenstrahldruckprozessen geeignet ist. Zum Beispiel beträgt die Tintenviskosität für Thermotintenstrahldruckanwendungen bei Raumtemperatur (d. h. etwa 25 °C) in einer Ausführungsform mindestens etwa 1 Centipoise und in einer Ausführungsform höchstens etwa 10 Centipoise, in einer anderen Ausführungsform höchstens etwa 7 Centipoise und in noch einer anderen Ausführungsform höchstens etwa 5 Centipoise, obwohl die Viskosität auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Zum Beispiel beträgt die Tintenviskosität für piezoelektrischen Tintenstrahldruck bei der Ausstoßtemperatur in einer Ausführungsform mindestens etwa 2 Centipoise und in einer anderen Ausführungsform mindestens etwa 3 Centipoise, und in einer Ausführungsform höchstens etwa 20 Centipoise, in einer anderen Ausführungsform höchstens etwa 15 Centipoise und in noch einer anderen Ausführungsform höchstens etwa 10 Centipoise, obwohl die Viskosität auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Die Ausstoßtemperatur kann so niedrig wie etwa 20 bis 25 °C sein, und sie kann in einer Ausführungsform so hoch wie etwa 90 °C, in einer anderen Ausführungsform so hoch wie etwa 60 °C und in noch einer anderen Ausführungsform so hoch wie etwa 40 °C sein, obwohl die Ausstoßtemperatur auch außerhalb dieser Bereich liegen kann. In one embodiment, the ink composition is a low viscosity composition. The term "low viscosity" is used in contrast to conventional high viscosity inks, such as screen printing inks, which tend to have a viscosity of at least 1,000 cps. In specific embodiments, the ink disclosed herein has a viscosity of at most about 100 cps in one embodiment, at most about 50 cps in another embodiment, and at most about 20 cps in yet another embodiment, although the viscosity may be outside these ranges. When used in ink jet printing applications, the ink compositions generally have a viscosity suitable for use in the ink jet printing processes. For example, in one embodiment, the ink viscosity for thermal inkjet printing applications at room temperature (ie, about 25 ° C) is at least about 1 centipoise, and at most about 10 centipoise in one embodiment, at most about 7 centipoise in another embodiment, and at most about 5 centipoise in yet another embodiment although the viscosity may be outside of these ranges. For example, in one embodiment, the ink viscosity for piezoelectric ink jet printing at the ejection temperature is at least about 2 centipoise in one embodiment and at least about 3 centipoise in one embodiment, and at most about 20 centipoise in one embodiment, at most about 15 centipoise in another embodiment, and yet another Embodiment at most about 10 centipoise, although the viscosity may be outside these ranges. The ejection temperature may be as low as about 20 to 25 ° C, and in one embodiment may be as high as about 90 ° C, in another embodiment as high as about 60 ° C, and as high as about 40 in yet another embodiment ° C, although the ejection temperature can also be outside this range.

Die Tintenzusammensetzungen können jeden geeigneten oder gewünschten pH aufweisen. Für einige Ausführungsformen, wie beispielsweise Thermotintenstrahldruckprozesse, betragen pH-Werte in einer Ausführungsform mindestens etwa 2, in einer anderen Ausführungsform mindestens etwa 3 und in noch einer anderen Ausführungsform mindestens etwa 5 und in einer anderen Ausführungsform bis zu etwa 11, in einer anderen Ausführungsform bis zu etwa 10 und in noch einer anderen Ausführungsform bis zu etwa 9, obwohl der pH auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. The ink compositions may have any suitable or desired pH. For some embodiments, such as thermal ink jet printing processes, in one embodiment, pHs are at least about 2, in another embodiment at least about 3, and in yet another embodiment at least about 5, and in another embodiment up to about 11, in another embodiment at about 10 and in yet another embodiment up to about 9, although the pH may be outside of these ranges.

Die Tintenzusammensetzungen in einer Ausführungsform weisen eine Oberflächenspannung von mindestens etwa 22 Dyn pro Zentimeter, in einer Ausführungsform von mindestens etwa 25 Dyn pro Zentimeter und in noch einer anderen Ausführungsform von mindestens etwa 28 Dyn pro Zentimeter, und in einer Ausführungsform von höchstens etwa 40 Dyn pro Zentimeter, in einer anderen Ausführungsform von höchstens etwa 38 Dyn pro Zentimeter und in noch einer anderen Ausführungsform von höchstens etwa 35 Dyn pro Zentmeter auf, obwohl die Oberflächenspannung auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann, zum Beispiel mindestens etwa 15, 20 oder 40 Dyn pro Zentimeter. The ink compositions in one embodiment have a surface tension of at least about 22 dynes per centimeter, in one embodiment at least about 25 dynes per centimeter, and in yet another embodiment at least about 28 dynes per centimeter, and in one embodiment at most about 40 dynes per cent Centimeters, in another embodiment at most about 38 dynes per centimeter, and in yet another embodiment at most about 35 dynes per centimeter, although the surface tension may be outside these ranges, for example at least about 15, 20 or 40 dynes per centimeter ,

Die Tintenzusammensetzungen in einer Ausführungsform enthalten andere Teilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von höchstens etwa 5 µm, in einer anderen Ausführungsform von höchstens etwa 2 µm, in noch einer anderen Ausführungsform von höchstens etwa 1 µm und in noch einer weiteren Ausführungsform von höchstens etwa 0,5 µm, obwohl die Teilchengröße auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. In spezifischen Ausführungsformen ist das Acrylatelastomer in Form einer Emulsion in der Tinte und weist eine mittlere Teilchengröße von höchstens etwa 2 Mikrometern in einer Ausführungsformen, höchstens etwa 1 Mikrometer in einer anderen Ausführungsform und höchstens etwa 0,5 Mikrometern in noch einer anderen Ausführungsform auf, obwohl die die Teilchengröße auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. The ink compositions in one embodiment contain other particles having an average particle diameter of at most about 5 μm, in another embodiment at most about 2 μm, in yet another embodiment at most about 1 μm, and in yet another embodiment at most about 0.5 μm, although the particle size can also be outside of these ranges. In specific embodiments, the acrylate elastomer is in the form of an emulsion in the ink and has an average particle size of at most about 2 microns in one embodiment, at most about 1 micrometer in another embodiment, and at most about 0.5 microns in yet another embodiment, although the particle size can also be outside of these ranges.

Die Tintenzusammensetzungen können durch jeden geeigneten Prozess, wie beispielsweise einfaches Mischen der Bestandteile, hergestellt werden. Ein Prozess umfasst das Vermischen aller Tintenbestandteile miteinander und Filtrieren des Gemisches, um eine Tinten zu erhalten. Tinten können durch Mischen der Bestandteile, Erwärmen, falls gewünscht, und Filtrieren, anschließendes Zugeben von beliebigen gewünschten zusätzlichen Additiven zum Gemisch und Mischen bei Raumtemperatur unter gemäßigtem, in einer Ausführungsform etwa 5- bis 10-minütigem Schütteln, bis ein homogenes Gemisch erhalten wird, hergestellt werden. Alternativ können die optionalen Tintenadditive mit den anderen Tintenbestandteilen während des Tintenherstellungsprozesses gemischt werden, welcher gemäß jeder gewünschten Prozedur erfolgt, wie beispielsweise durch Mischern aller Bestandteile, Erwärmen, falls gewünscht, und Filtrieren. The ink compositions can be prepared by any suitable process, such as simply mixing the ingredients. One process involves mixing all the ink components together and filtering the mixture to obtain an ink. Inks may be prepared by mixing the ingredients, heating if desired, and then adding any desired additional additives to the mixture and mixing at room temperature with moderate shaking, in one embodiment for about 5 to 10 minutes, until a homogeneous mixture is obtained. getting produced. Alternatively, the optional ink additives can be mixed with the other ink ingredients during the ink manufacturing process, which occurs according to any desired procedure, such as by mixing all ingredients, heating if desired, and filtering.

In einer spezifischen Ausführungsform werden die Tinten folgendermaßen hergestellt: 1) Herstellen einer Emulsion eines ersten Acrylatelastomers verdünnt mit Wasser und einem Hilfslösungsmittel; 2) Herstellen einer Emulsion eines zweiten Acrylatelastomers verdünnt mit Wasser und einem Hilfslösungsmittel; 3) Herstellen einer Dispersion eines Farbmittels stabilisiert mit einem Tensid; 4) Mischen der Acrylatelastomeremulsionen zusammen mit der der Farbmitteldispersion; 4) optionales Filtrieren des Gemisches; 5) Zugeben von anderen Additiven; und 6) optionales Filtrieren der Zusammensetzung. In spezifischen Ausführungsformen können ein oder mehrere Tenside in der Formulierung verwendet werden, solange sie alle miteinander kompatibel sind. Der Ausdruck „kompatibel“ bedeutet, dass ein Nichtvorhandensein von Neutralisation (pH oder Ladung) oder Reaktion zwischen ihnen vorliegt. Das beste Anzeichen dafür ist, dass sich nach dem Mischen der Acrylatelastomermulsion und der Farbmitteldispersion keine bedeutenden oder größeren Agglomerate bilden. Dies kann durch Messung der Teilchengröße charakterisiert werden. Zum Beispiel ist die Teilchengröße des Gemisches im Wesentlich gleich wie vor dem Mischen. In a specific embodiment, the inks are prepared as follows: 1) preparing an emulsion of a first acrylate elastomer diluted with water and an auxiliary solvent; 2) preparing an emulsion of a second acrylate elastomer diluted with water and an auxiliary solvent; 3) preparing a dispersion of a colorant stabilized with a surfactant; 4) mixing the acrylate elastomer emulsions together with the colorant dispersion; 4) optional filtration of the mixture; 5) adding other additives; and 6) optional filtration of the composition. In specific embodiments, one or more surfactants may be used in the formulation as long as they are all compatible with each other. The term "compatible" means that there is no presence of neutralization (pH or charge) or reaction between them. The best indication is that no significant or larger agglomerates form after mixing the acrylate elastomer emulsion and the colorant dispersion. This can be characterized by measuring the particle size. For example, the particle size of the mixture is substantially the same as it was before mixing.

Außerdem wird hierin ein Prozess offenbart, welcher ein Auftragen einer Tintenzusammensetzung, wie hierin offenbart, auf ein Substrat in einem bildmäßigen Muster umfasst. Also disclosed herein is a process which comprises applying an ink composition as disclosed herein to a substrate in a pictorial pattern.

Die Tintenzusammensetzungen können in einem Prozess verwendet werden, der ein Installieren der Tintenzusammensetzung in einer Tintenstrahldruckvorrichtung und Veranlassen umfasst, dass Tröpfchen der Tinte in einem bildmäßigen Muster auf ein Substrat ausgestoßen werden. In einer spezifischen Ausführungsform setzt die Druckvorrichtung einen Thermotintenstrahlprozess ein, wobei die Tinte in den Düsen selektiv in einem bildmäßigen Muster erwärmt wird, wodurch bewirkt wird, dass Tröpfchen der Tinte in einem bildmäßigen Muster ausgestoßen werden. In einer anderen Ausführungsform setzt die Druckvorrichtung einen akustischen Tintenstrahlprozess ein, wobei durch Schallstrahlen bewirkt wird, dass Tröpfchen der Tinte in einem bildmäßigen Muster ausgestoßen werden. In einer weiteren spezifischen Ausführungsform setzt die Druckvorrichtung einen piezoelektrischen Tintenstrahlprozess ein, wobei durch Schwingungen von piezoelektrisch schwingenden Elementen bewirkt wird, dass Tröpfchen der Tinte in einem bildmäßigen Muster ausgestoßen werden. Es kann jedes geeignete Substrat eingesetzt werden. The ink compositions can be used in a process that involves installing the ink composition in an ink jet printing device and causing droplets of the ink to be ejected onto a substrate in an imagewise pattern. In a specific embodiment, the printing apparatus employs a thermal ink jet process wherein the ink in the nozzles is selectively heated in an imagewise pattern, thereby causing droplets of the ink to be ejected in an imagewise pattern. In another embodiment, the printing device employs an acoustic ink jet process whereby sound beams cause droplets of the ink to be ejected in an imagewise pattern. In a further specific embodiment, the printing device employs a piezoelectric ink jet process, wherein vibrations of piezoelectric vibrating elements causes droplets of the ink to be ejected in an imagewise pattern. Any suitable substrate can be used.

In einer spezifischen Ausführungsform umfasst der Prozess ein Drucken der Tinte auf ein verformbares Substrat, wie beispielsweise eine Textilie, Kautschukbahn, Kunststoffbahn oder dergleichen. In einigen Ausführungsformen ist das Substrat ein dehnbares Substrat, wie beispielsweise Textilien oder Kautschukfolien. In anderen Ausführungsformen ist das Substrat ein Kunststoff, der bei einer erhöhten Temperatur über der Glasübergangstemperatur des Kunststoffs zum Beispiel im Prozess des Formens zu dreidimensionalen Objekten verformbar ist. Wenn die hierin offenbarte Tinte verwendet wird, wird das bildmäßige Muster beim Formen nicht beschädigt. Die Kautschukfolien mit dem bildmäßigen Muster können zum Beispiel als Hülle für ein 3-D-Objekt verwendet werden. In a specific embodiment, the process includes printing the ink onto a deformable substrate, such as a textile, rubber sheet, plastic sheet, or the like. In some embodiments, the substrate is a stretchable substrate, such as textiles or rubber sheets. In other embodiments, the substrate is a plastic that is deformable into three-dimensional objects at an elevated temperature above the glass transition temperature of the plastic, for example, in the process of molding. When the ink disclosed herein is used, the imagewise pattern is not damaged in molding. For example, the rubber films having the imagewise pattern may be used as a shell for a 3-D object.

In einer Ausführungsform können die hierin offenbarten Tinten auf ein Kautschuksubstrat gedruckt werden, wie beispielsweise natürliches Polyisopren, Polybutadienkautschuk, Chloroprenkautschuk, Neoprenkautschuk, Butylkautschuk (Copolymer von Isobutylen und Isopren), Styrolbutadienkautschuk, Siliconkautschuk, Nitrilkautschuk (bei dem es sich um ein Copolymer von Butadien und Acrylonitril), Ethylenpropylenkautschuk, Ethylenpropylendienkautschuk, Epichlorhydrinkautschuk, Polyacrylkautschuk, Ethylenvinylacetat, Polyetherblockamide, Polysulfidkautschuk, chlorsulfoniertes Polyethylen wie Hypalon oder dergleichen. In spezifischen Ausführungsformen können die hierin offenbarten Tinten auf ein Siliconkautschuk-, Polyacrylkautschuk-, Butylkautschuk- oder Neoprenkautschuksubstrat gedruckt werden, und das bebilderte Substrat kann in einer axialen Richtung (d. h. entlang der x-Achse im Gegensatz zu beiden der x-Achse und der y-Achse) um mindestens 110 % in einer Ausführungsform, um mindestens 150 % in einer anderen Ausführungsform, um mindestens 200 % in noch einer anderen Ausführungsform und um mindestens 500 % in noch einer weiteren Ausführungsform der Länge seiner ursprünglichen Abmessung, in einer Ausführungsform um mindestens etwa das 50-fache, in einer anderen Ausführungsform um mindestens etwa das 100-fache und in noch einer anderen Ausführungsform um mindestens das 500-fache gedehnt werden, ohne Risse oder Aufblätterung aufzuweisen. In one embodiment, the inks disclosed herein may be printed on a rubber substrate, such as natural polyisoprene, polybutadiene rubber, chloroprene rubber, neoprene rubber, butyl rubber (copolymer of isobutylene and isoprene), styrene butadiene rubber, silicone rubber, nitrile rubber (which is a copolymer of butadiene and Acrylonitrile), ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene-diene rubber, epichlorohydrin rubber, polyacrylic rubber, ethylene-vinyl acetate, polyether block-amides, polysulfide rubber, chlorosulfonated polyethylene such as hypalon or the like. In specific embodiments, the inks disclosed herein may be printed on a silicone rubber, polyacrylic rubber, butyl rubber, or neoprene rubber substrate, and the imaged substrate may be in an axial direction (ie, along the x-axis as opposed to both the x-axis and the y -Axis) by at least 110% in one embodiment, by at least 150% in another embodiment, by at least 200% in yet another embodiment, and by at least 500% in yet another embodiment of the length of its original dimension, in one embodiment by at least about 50 times, in another embodiment, at least about 100 times, and in yet another embodiment, at least 500 times, without cracking or flaring.

In Ausführungsformen bilden die mit den hierin offenbarten Tinten erzeugten Bilder kontinuierliche Schichten auf dem Substrat. Daher weisen die Bilder mit oder ohne Dehnung einen kleinen Farbunterschied auf. Dies steht im Gegensatz zu einigen herkömmlichen dehnbaren Bildern, die aus Punktmatrizen bestehen. Bilder auf der Basis von diskontinuierlichen Punktmatrizen weisen eine schlechte Bildqualität auf, insbesondere nimmt bei Dehnung zum Beispiel die Farbintensität drastisch ab. In Ausführungsformen weisen die mit der dehnbaren Tintenzusammensetzung erzeugten Bilder einen Farbunterschied (∆E) von weniger als 5,0 oder weniger als 3,5 oder weniger als 2,0 oder weniger als 1,0 auf, wenn in einer axialen Richtung um etwa 150 % gedehnt, wie zum Beispiel durch ein Farbunterschiedsmessgerät (Spektrofotometer) gemessen. Es ist allgemein bekannt, dass ein ungeübtes bloßes menschliches Auge die Farben mit Farbunterschieds (∆E)-Werten von < 3,0 nicht erkennen kann. Farbunterschieds (∆E)-Werte von > 6,0 werden als ein sehr deutlicher Farbunterschied angesehen. Farbunterschied ist der Unterschied oder Abstand zwischen zwei Farben. Gleichungen, die den Farbunterschied regeln, sind den Fachleuten allgemein bekannt und umfassen die von der Internationalen Kommission über Beleuchtung (CIE) dargelegt Definition nach dem CIEDE2000 Standard. In embodiments, the images formed with the inks disclosed herein form continuous layers on the substrate. Therefore, the images with or without stretch have a small color difference. This is in contrast to some conventional stretchable images consisting of dot matrices. Images based on discontinuous dot matrices have a poor image quality, in particular, when stretched, for example, the color intensity decreases drastically. In embodiments, the images formed with the stretchable ink composition have a color difference (ΔE) of less than 5.0 or less than 3.5 or less than 2.0 or less than 1.0 when in an axial direction by about 150 % stretched, as measured for example by a color difference meter (spectrophotometer). It is well known that an untrained, naked human eye can not recognize the colors with color difference (ΔE) values of <3.0. Color difference (ΔE) values of> 6.0 are considered to be a very distinct color difference. Color difference is the difference or distance between two colors. Equations governing the color difference are well known to those skilled in the art and include the definition set forth by the International Commission on Illumination (CIE) according to the CIEDE2000 standard.

In einer Ausführungsform können die hierin offenbarten Tinten auf ein Siliconkautschuk-, Polyacrylkautschuk-, Butylkautschuk oder Neoprenkautschuksubstrat gedruckt werden, und das bebilderte Substrat kann in einer Ausführungsform für mindestens etwa 1 Tag, in einer anderen Ausführungsform für mindestens etwa 1 Woche und in noch einer anderen Ausführungsform für mindestens etwa 1 Monat in Wasser getaucht werden, ohne Schäden am bildmäßigen Muster aufzuweisen. In one embodiment, the inks disclosed herein may be printed on a silicone rubber, polyacrylic rubber, butyl rubber, or neoprene rubber substrate, and in one embodiment, the imaged substrate may be for at least about one day, in another embodiment for at least about one week, and yet another Embodiment are immersed in water for at least about 1 month, without having damage to the image pattern.

In einer spezifischen Ausführungsform weisen die mit den hierin offenbarten Tinten erzeugten Bilder eine gute chemische Beständigkeit auf. Zum Beispiel können sie eine gute bis ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Alkoholen, Essigsäure, Acetamid, Allylbromid, Allylchlorid, Benzoylchlorid, Ethern, Estern, Kohlenwasserstoffen, Blut, Salzlösungen und dergleichen aufweisen. In a specific embodiment, the images formed with the inks disclosed herein have good chemical resistance. For example, they may have good to excellent resistance to alcohols, acetic acid, acetamide, allyl bromide, allyl chloride, benzoyl chloride, ethers, esters, hydrocarbons, blood, salt solutions and the like.

In Ausführungsformen weisen die Bilder eine ausgezeichnete Haftung auf verschiedenen Substraten vor oder nach der Dehnung auf. In embodiments, the images have excellent adhesion to various substrates before or after stretching.

Die hierin beschriebenen Tinten werden in den folgenden Beispielen weiter veranschaulicht. Alle Teile und Prozentsätze sind auf das Gewicht bezogen, sofern nicht anders angegeben. The inks described herein are further illustrated in the following examples. All parts and percentages are by weight unless otherwise stated.

Latexherstellung latex production

Bei dieser Untersuchung wurde Acrylatlatex Plextol B 500 und Acronal 500D (Feststoffgehalt jeweils 50 Gew.-%), im Handel von der Kremer Pigmente GmbH & Co. KG, Deutschland, verwendet. Plextol B500 ist eine wässrige reine Acryldispersion eines Copolymers auf der Basis von Butylacrylat und Methacrylat. Er weist eine Glasübergangstemperatur von etwa 9 °C, ein Reißfestigkeit von etwa 3 N/mm² und eine Bruchdehnung von etwa 500 auf. Acronal 500D ist eine wässrige Dispersion eines Copolymers auf der Basis von Acrylsäureester und Vinylacetat. Er weist eine Glasübergangstemperatur von etwa –13 °C, ein Reißfestigkeit von etwa 1,5 N/mm² und eine Bruchdehnung von etwa 2.500 auf. Acrylate latex Plextol B 500 and Acronal 500D (solids content in each case 50% by weight), commercially available from Kremer Pigmente GmbH & Co. KG, Germany, were used in this investigation. Plextol B500 is an aqueous pure acrylic dispersion of a copolymer based on butyl acrylate and methacrylate. It has a glass transition temperature of about 9 ° C, a tensile strength of about 3 N / mm ² and an elongation at break of about 500. Acronal 500D is an aqueous dispersion of a copolymer based on acrylic ester and vinyl acetate. It has a glass transition temperature of about -13 ° C, a tensile strength of about 1.5 N / mm ² and an elongation at break of about 2,500.

Beispiel 1 und 2 Example 1 and 2

Die Acrylatlatizes wurden mit zwei Hilfslösungsmitteln gemischt, um die Viskosität zu reduzieren, während außerdem die Möglichkeit des Trocknens von Material in der Druckdüse verringert wird. Es wurde festgestellt, dass Ethylenglycol und ethoxyliertes Glycerol am wirksamsten waren, um die Trockenzeit der Tinte zu verkürzen, wenn zusammen verwendet. Beide Emulsionen wurden mit Wasser, Ethylenglycol und ethoxyliertem Glycerol in verschiedenen Verhältnissen verdünnt. Die Teilchengröße der verschiedenen Gemische wurde analysiert, um Kompatibilität zwischen dem Hilfslösungsmittel und dem Latex zu zeigen. Selbst bei maximalem getestetem Hilfslösungsmittelgehalt blieb die mittlere Teilchengröße des Latex im Gegensatz zum reinen Latex (ohne Zugabe von Lösungsmittel) unverändert. Nachstehende Tabelle 1 stellt die Teilchengrößen dar. Tabelle 1 Hilfslösungsmittel Teilchengröße Acronal (nm) Teilchengröße Plextol (nm) Ethylenglycol 208 127 Ohne 203 129 The acrylate latexes were mixed with two co-solvents to reduce the viscosity while also reducing the possibility of drying material in the pressure die. It was found that ethylene glycol and ethoxylated glycerol were most effective in reducing the drying time of the ink when used together. Both emulsions were diluted with water, ethylene glycol and ethoxylated glycerol in various ratios. The particle size of the various mixtures was analyzed to show compatibility between the co-solvent and the latex. Even at maximum co-solvent content tested, the average particle size of the latex, as opposed to the pure latex (without the addition of solvent), remained unchanged. Table 1 below shows the particle sizes. Table 1 Cosolvents Particle size Acronal (nm) Particle size plextol (nm) ethylene glycol 208 127 Without 203 129

Bei der Teilchenanalyse, die keine Aggregation des Latex bei Zugabe von Hilfslösungsmittel erkennen ließ, wurde eine Pigmentdispersion mit Phthalocyaningrünpigment (Green 7) (Feststoffgehalt 20 Gew.-%) zugegeben, und die Teilchengröße wurde beobachtet. Wiederum wies das Gemisch, das den Latex, die Pigmentdispersion und das Hilfslösungsmittel enthielt, keine Agglomerate auf. Es wurden Viskositätsmessungen durchgeführt, um das Verhältnis von Latex zu Lösungsmittel für das Drucken zu verbessern. Es wurde festgestellt, dass eine Viskosität von ungefähr 6 cps für Tintenstrahldruck optimal war. In the particle analysis, which did not show aggregation of the latex on the addition of auxiliary solvent, a pigment dispersion of phthalocyanine green pigment (Green 7) (solid content of 20% by weight) was added, and the particle size was observed. Again, the mixture containing the latex, the pigment dispersion and the co-solvent did not have any agglomerates. Viscosity measurements were taken to improve the ratio of latex to solvent for printing. It was found that a viscosity of about 6 cps was optimal for ink jet printing.

Es wurde bestimmt, dass diese optimierte Viskosität mit zwei verschiedenen Tintenformulierungen erreicht werden könnte. Erstens könnte durch Erhöhen des Gehalts von ethoxyliertem Glycerol eine wasserbasierte Tinte (45 Gew.-% Wasser, 30 Gew.-% Hilfslösungsmittel) mit den gewünschten Eigenschaften und reduzierter Düsenverstopfung formuliert werden. Zweitens könnte ein Verringern des Gehalts von ethoxyliertem Glycerol und Erhöhen des Gehalts von Ethylenglycol eine alkoholbasierte Tinte (50 Gew.-% Lösungsmittel, 30 Gew.-% Wasser) mit der gleichen Viskosität erzeugen. Die Formulierung beider Tintenformulierungen ist in nachstehender Tabelle 2 zusammengefasst. Es wurde eine zusätzliche Charakterisierung der Oberflächenspannung der Tinte durchgeführt, um zu bestätigen, dass diese Werte innerhalb eines geeigneten Bereichs für Tintenstrahldruck waren. Tabelle 2 Tinte auf Ethylenglycolbasis Tinte auf Wasserbasis Gehalt Emulsion (50 Gew.-% Feststoffe) 15 Gew.-% 20 Gew.-% Ethylenglycol 45 Gew.-% 15 Gew.-% Ethoxyliertes Glycerol 5 Gew.-% 5 Gew.-% Pigmentdispersion (20 Gew.-% Feststoffe) 5 Gew.-% 5 Gew.-% Wasser 30 Gew.-% (anstelle von Ethylenglycol) 45 Gew.-% Tinteneigenschaften Viskosität 6 ± 0,2 mPa-s 5,8 ± 0,2 mPa-s Oberflächenspannung 35,35 Dyn 34,63 Dyn It was determined that this optimized viscosity could be achieved with two different ink formulations. First, by increasing the content of ethoxylated glycerol, a water-based ink (45% by weight of water, 30% by weight of co-solvent) having the desired properties and reduced nozzle clogging could be formulated. Second, reducing the content of ethoxylated glycerol and increasing the level of ethylene glycol could produce an alcohol-based ink (50% by weight of solvent, 30% by weight of water) having the same viscosity. The formulation of both ink formulations is summarized in Table 2 below. An additional characterization of the surface tension of the ink was performed to confirm that these values were within a suitable range for inkjet printing. Table 2 Ethylene glycol based ink Water-based ink salary Emulsion (50% by weight solids) 15% by weight 20% by weight ethylene glycol 45% by weight 15% by weight Ethoxylated glycerol 5% by weight 5% by weight Pigment dispersion (20% by weight solids) 5% by weight 5% by weight water 30% by weight (in place of ethylene glycol) 45% by weight ink characteristics viscosity 6 ± 0.2 mPa-s 5.8 ± 0.2 mPa-s surface tension 35.35 dyn 34.63 dyn

Tinten, die gemäß den vorstehenden Formeln hergestellt wurden, wurden unter Verwendung eines DMP-2800 Tintenstrahldruckers, der mit 10 pL Kartuschen ausgestattet war, zum Drucken von dauerhaften Bildern verwendet. Die Tinten wurden auf ein elastomeres Latexkautschuksubstrat gedruckt. Als optimale Druckbedingungen erwiesen sich ein Tropfenabstand von 20 µm bei einer Substrattemperatur von 35 °C. Das resultierende Bild wies eine gute Auflösung von Merkmalen auf und war über den gesamten Druckbereich kontinuierlich und fehlerfrei. Inks prepared according to the above formulas were used to print permanent images using a DMP-2800 ink jet printer equipped with 10 pL cartridges. The inks were printed on an elastomeric latex rubber substrate. Optimum pressure conditions were found to be 20 μm at a substrate temperature of 35 ° C. The resulting image had good feature resolution and was continuous and error free over the entire print area.

Nach dem Drucken wurde das Bild ohne spezielle Bedingungen in Umgebungsluft (etwa 25 °C) getrocknet. Das gedruckte Bild war sehr robust und haftete selbst nach gründlichem Reiben am Substrat. Mit bloßem Auge waren nach x-maligem Dehnen des Substrats über 300 % in mehreren Richtungen weder sichtbare Risse, noch Aufblätterungen oder andere Fehler zu erkennen. Das Bild wurde unter Verwendung des Bandtests auf Haftung geprüft. Nach mehreren Dehnungs-Entspannungs-Zyklen wurde nach dem Aufbringen eines 3M Klebebandes kein Material entfernt, wie in 1 dargestellt. After printing, the image was dried without special conditions in ambient air (about 25 ° C). The printed image was very robust and adhered to the substrate even after thorough rubbing. With the naked eye, after stretching the substrate x times over 300% in several directions, no visible cracks, flares or other defects were seen. The image was tested for adhesion using the tape test. After several stretch-relaxation cycles, no material was removed after applying a 3M tape, as in 1 shown.

Zum Vergleich wurde auch eine herkömmliche Tinte (Dimatix Model Fluid), die im Allgemeinen bei Druckern Modell DMP angewendet wird, zum Drucken auf das gleiche Kautschuksubstrat verwendet. Obwohl die frischen Drucke gut auf dem Substrat blieben, konnten die Bilder nach ein paar Dehnungs-Entspannungszyklen leicht mit dem Finger abgewischt werden, wie in 2 dargestellt. Dies weist darauf hin, dass die herkömmliche Tinte nicht dehnbar ist. For comparison, a conventional ink (Dimatix Model Fluid), which is generally used in Model DMP printers, was also used to print on the same rubber substrate. Although the fresh prints remained well on the substrate, the images could easily be wiped off with a finger after a few stretch-relaxation cycles, as in 2 shown. This indicates that the conventional ink is not stretchable.

Es ist zu erwähnen, dass neben dem Phthalocyaningrünpigment, das in diesem Beispiel verwendet wurde, auch andere Pigmente verwendet werden können. Beispielhafte Pigmente umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Eisenoxid, Carbon Black, Zinkweiß und Zinkferrit, Titanweiß, -gelb, -beige und -schwarz, Cadmiumgelb, -rot, -grün und -orange, Cobaltviolett und -blau, Chromgelb und -grün, Kupferpigmente, wie beispielsweise Azurit, Han-Purpur, Paris Green, Phthalocyaninblau, Spanisches Grün, Viridian und dergleichen sowie Mischungen davon It is to be noted that other pigments besides the phthalocyanine green pigment used in this example may be used. Exemplary pigments include, but are not limited to, iron oxide, carbon black, zinc white and zinc ferrite, titanium white, yellow, beige and black, cadmium yellow, red, green and orange, cobalt violet and blue, chrome yellow and green , Copper pigments such as azurite, han purple, paris green, phthalocyanine blue, spanish green, viridian and the like, and mixtures thereof

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

ASTM D412C [0024]
ASTM D412C [0025]
ASTM 2240 [0026]

Claims

A stretchable ink composition comprising: Water; an auxiliary solvent; a surfactant; an acrylate elastomer latex; and a colorant, wherein the extensible ink composition is capable of printing and producing rugged images on a deformable substrate.

The stretchable ink of claim 1, wherein the acrylate elastomer latex comprises a copolymer selected from the group consisting of a copolymer of acrylate and chloroethyl vinyl ether, a copolymer of acrylate and acrylonitrile, a copolymer of acrylate and styrene, a copolymer of acrylate and vinyl acetate, a copolymer of Acrylate and ethylene, a copolymer of acrylate and methacrylate, a copolymer of butyl acrylate and methacrylate, a copolymer of acrylate and vinyl acetate and mixtures thereof.

The extensible ink composition of claim 1, wherein the acrylate elastomer latex has an average particle diameter of from about 20 to about 600 nm.

The stretchable ink of claim 1, wherein the acrylate elastomer latex is present in an amount ranging from about 1 to about 25 weight percent of the total weight of the stretchable ink.

The stretchable ink of claim 1 comprising a viscosity in a range of about 3 to about 50 cps at room temperature and an ejection viscosity of about 3 to about 20 cps.

The stretchable ink of claim 1, wherein an image printed with the stretchable ink composition can be stretched in about directions from about 101% to about 500% in multiple directions without showing visible cracking or exfoliation to the naked human eye.

A stretchable ink composition comprising: a first latex comprising a first acrylate elastomer; a second latex comprising a second acrylate elastomer; a dispersion comprising a colorant and a surfactant; Water; and an optional co-solvent.

A patterned article comprising: a deformable substrate; and an image printed on the deformable substrate, the image being formed from a stretchable ink comprising: Water; an auxiliary solvent; a surfactant; an acrylate elastomer latex; and a colorant.

The patterned article of claim 8, wherein the deformable substrate is selected from the group consisting of plastic, rubber, textile, and mixtures thereof.

The patterned article of claim 8, wherein the printed image has a color difference (ΔE) of less than about 3.5 when the image is stretched in an axial direction by about 150% with respect to the unstretched image.