DE112021003534T5

DE112021003534T5 - Pigmentierte tintenstrahltinte mit acrylharz mit hoher säurezahl

Info

Publication number: DE112021003534T5
Application number: DE112021003534.7T
Authority: DE
Inventors: Wei Weng; Fengfei Xiao; Godwin Deng; Linfang Zhu
Original assignee: Videojet Technologies Inc
Current assignee: VIDEOJET TECHNOLOGIES INC., WOOD DALE, US
Priority date: 2020-09-25
Filing date: 2021-09-24
Publication date: 2023-04-27
Also published as: US11702558B2; MX2023003374A; WO2022067088A1; US20220098429A1

Abstract

Diese Schrift offenbart pigmentierte Tintenformulierungen auf Basis von nichtwässrigem Lösungsmittel, welche sich für die Elektronik- sowie für die Luft- und Raumfahrtindustrie eignen und welche gedruckte Zeichen bilden, die beständig gegen Verschmierung und Auflösung durch organische Lösungsmittel sind, die in den genannten und anderen Industrien üblicherweise in Überzügen eingesetzt werden. Diese Tintenformulierungen beruhen auf der Verwendung eines säurehaltigen Harzes mit einem inhärenten Säurewert von mindestens etwa 25 mg KOH/g, vorzugsweise wenigstens teilweise neutralisiert durch ein quartäres Ammoniumhydroxid und/oder ein Alkoholamin als Säure neutralisierendes oder modifizierendes Mittel.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Beim Tintenstrahldrucken wird Drucken ohne Kontakt zwischen der Druckvorrichtung und dem Substrat bewerkstelligt, auf das die gedruckten Zeichen aufgebracht werden. Kurz beschrieben, involviert Tintenstrahldrucken Sprühen eines Strahls von Tintentröpfchen auf eine Fläche und Steuern der Richtung des Strahls, z. B. elektronisch, so dass die Tröpfchen dazu gebracht werden, das gewünschte gedruckte Bild oder Zeichen auf jener Fläche hervorzubringen. Diese Technik des kontaktlosen Druckens eignet sich gut für die Aufbringung von Zeichen auf vielerlei Flächen einschließlich poröser und nichtporöser Flächen.
Im Allgemeinen sollte eine Tintenstrahltintenzusammensetzung bestimmte Anforderungen erfüllen, um bei Tintenstrahldruckvorgängen nützlich zu sein. Diese beziehen sich auf Viskosität, spezifischen Widerstand, Löslichkeit, Kompatibilität von Komponenten sowie Benetzbarkeit des Substrats. Ferner sollte die Tinte schnelltrocknend und verschmierfest sein, die Tintenstrahldüse ohne Verstopfen passieren können und rasche Reinigung der Gerätekomponenten bei minimalem Aufwand gestatten. Darüber hinaus sollte die Tintenstrahltintenzusammensetzung gedruckte Bilder liefern, die gut an den Substraten, insbesondere den nichtporösen Substraten, haften, welche, wie Durchschnittsfachleuten bekannt, bezüglich der Erzielung von Bildadhäsion vor Herausforderungen stellen.
Das Markieren von Luft- und Raumfahrtteilen mit gedruckten Codes oder Zeichen wird durch die Anforderung an die gedruckten Zeichen erschwert, gegen Dieseltreibstoffe, Düsentreibstoffe, Bleichmittel, hydraulische Fluide und Ähnliches beständig zu sein, so dass sie nicht durch Lösungsmittel, die in der Industrie und bei Verwendung der Teile eingesetzt werden, verschmiert oder entfernt werden. Zwecks Erzielung von Eigenschaften außergewöhnlicher chemischer Beständigkeit wird gewöhnlich ein Überzug über dem Druckbereich aufgetragen, um das gedruckte Zeichen vor Lösungsmitteln und sonstigen chemischen Stoffen zu schützen, denen es ausgesetzt werden könnte. Handelsübliche Überzüge dieser Art werden häufig als SKYDROL™-beständig bezeichnet. (SKYDROL™ ist ein gebräuchliches feuerbeständiges Luftfahrt-Hydraulikfluid, das gedruckte Zeichen auflösen und entfernen kann). Diese Überzüge enthalten typischerweise polymerisierbare Monomere, gelöst in einem oder mehreren organischen Lösungsmitteln wie z. B. Propylenglykolmonomethyletheracetat (PM-Acetat) oder Methylisobutylketon (MIBK). Die derzeitigen pigmentierten Tintenstrahltintenprodukte auf Lösungsmittelbasis besitzen eine schlechte Beständigkeit gegen solche organischen Lösungsmittel. Aufgrund dessen verschmieren die gedruckten Zeichen bei Behandlung mit dem Überzug, bedingt durch die darin befindlichen Lösungsmittel, häufig oder lösen sich auf. Deshalb besteht in der Technik Bedarf an Tintenstrahldrucktintenzusammensetzungen, die gegen hydraulische Fluide wie SKYDROL™, Treibstoffe und dergleichen beständig sind.
Handelsübliche Tinten, die mit SKYDROL™-beständigen Überzügen kompatibel sind, nutzen ein wasserlösliches Acrylharz in einem Wasser/Alkohol-Lösungsmittelgemischsystem. Dieses Lösungsmittelsystem kann bedingt dadurch, dass sich die Verdunstung von Wasser weitaus langsamer als jene von typischen CIJ-(continuous inkjet) Tintenlösungsmitteln vollzieht, lange Trocknungszeiten ergeben. Ein weiterer Nachteil des Alkohol/Wasser-Lösungsmittelgemischsystems besteht darin, dass es schwer ist, in der Tinte ein stabiles Verhältnis von Alkohol zu Wasser aufrechtzuerhalten, wenn sich Umgebungsbedingungen ändern, und zwar weil die Verdunstung von Wasser in hohem Maße von Feuchtigkeit in der Luft abhängt, die in den Drucker gelangt, während die Verdunstung von Alkohol weniger feuchtigkeitsabhängig ist. Demzufolge wird ein Aufbau mit einem bestimmten Alkohol/Wasser-Verhältnis, das für eine bestimmte Feuchtigkeit optimiert ist, bei einer anderen Feuchtigkeit nicht gut funktionieren und zu Veränderungen der Tintenzusammensetzung führen, die sich auf Druckqualität und Betriebszuverlässigkeit des Druckers auswirken können. Daher könnte ein Lufttrockner-Kit erforderlich sein, um in unterschiedlichen Umgebungen ein ähnliches Niveau an Luftfeuchtigkeit aufrechtzuerhalten. Pigmentierte Tinte auf Wasserbasis weist bestimmte andere intrinsische Probleme, wie z. B. Schaumbildung, auf, wenn sie in handelsüblichen Druckern verwendet wird. Darüber hinaus enthalten bestimmte handelsübliche Tinten auf Wasserbasis Ammoniumhydroxid, woraus ein distinkter und unerwünschter Ammoniakgeruch resultiert. Keine dieser Tintenarten ist für die beabsichtigte Verwendung mit einem Überzug ideal. Demzufolge besteht in der Technik der Bedarf an verbesserten überzugsbeständigen Tinten auf Lösungsmittelbasis.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese Schrift bietet somit pigmentierte Tintenformulierungen auf Basis von nichtwässrigem Lösungsmittel, die sich für die Luft- und Raumfahrt- sowie die Elektronikindustrie eignen und gedruckte Zeichen bilden, die beständig sind gegen Verschmierung und Auflösung durch organische Lösungsmittel, die in diesen und anderen Industrien üblicherweise in Überzügen eingesetzt werden. Diese Tintenformulierungen beruhen auf Verwendung eines säurehaltigen Harzes, typischerweise eines Acrylharzes mit einem inhärenten Säurewert von mindestens etwa 25 mg KOH/g, vorzugsweise wenigstens teilweise neutralisiert durch ein Säure neutralisierendes oder modifizierendes Mittel. In den erfindungsgemäßen Tinten wird organische Base anstelle des zuvor genutzten Ammoniumhydroxids verwendet. Die Kombination aus dem Acrylharz plus der nichtflüchtigen organischen Base ist in einem organischen Lösungsmittel löslich und erfordert kein Wasser oder wässriges Ko-Lösungsmittel, wie es im Stand der Technik notwendig war. Das Wegnehmen von Wasser aus dem Tintenprodukt führt zu einer kürzeren Trocknungszeit, so dass der gedruckte Code sofort für das Überziehen bereit sein wird.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Tintenstrahltintenzusammensetzung, umfassend (a) ein säurehaltiges Harz mit einem inhärenten Säurewert von mindestens etwa 25 mg KOH/g; (b) ein nichtflüchtiges organisches Säure neutralisierendes Mittel, vorhanden mit bis zu etwa 10 Gew.-% der Tintenzusammensetzung; (c) ein oder mehrere flüchtige organische Lösungsmittel; und (d) ein oder mehrere Farbmittel. Die gedruckten Zeichen der Tintenstrahltintenzusammensetzungen sind vorzugsweise überzugsbeständig.
In bestimmten Ausführungsformen hat das säurehaltige Harz eine Säurezahl von mindestens etwa 50 mg KOH/g, wie z. B. etwa 50 bis etwa 300 mg KOH/g, oder eine Säurezahl von mindestens etwa 100 mg KOH/g, wie z. B. etwa 100 bis etwa 250 mg KOH/g. Vorzugsweise hat das säurehaltige Harz eine Säurezahl von etwa 200 bis etwa 225 mg KOH/g.
Das säurehaltige Harz der Erfindung kann ein Homopolymer oder Copolymer sein. Das bevorzugte säurehaltige Harz ist ein Acrylharz. Beispielhafte Harze sind jene, bei denen das säurehaltige Harzpolymer aus Monomeren besteht, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Acrylsäure, Methacrylsäure, einem Alkylacrylat, einem Hydroxylalkylmethacrylat, Styrol und Vinylacetat besteht.
Vorzugsweise hat das säurehaltige Harz ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von weniger als etwa 80 000 Dalton, oder weniger als etwa 50 000 Dalton, oder weniger als etwa 20 000 Dalton.
In bestimmten Ausführungsformen enthalten die Tintenstrahltintenzusammensetzungen ein organisches Säure neutralisierendes Mittel, vorhanden mit bis zu etwa 5 Gew.-% der Tintenzusammensetzung oder bis zu etwa 3 Gew.-% der Tintenzusammensetzung.
In bevorzugten Ausführungsformen ist das organische Säure neutralisierende Mittel aus der Gruppe ausgewählt, die aus einem quartären Ammoniumhydroxid, einem Alkoholamin, einem aromatischen Amin, einer heterocyclischen Stickstoffverbindung und einem Alkylamin besteht. Das Säure neutralisierende Mittel hat vorzugsweise einen Siedepunkt von mindestens 5 °C, oder mindestens 100 °C, oder mindestens 200 °C, oder mindestens 300 °C.
In bevorzugten Zusammensetzungen ist das quartäre Ammoniumhydroxid aus der Gruppe ausgewählt, die aus Tetrabutylammoniumhydroxid, Tetramethylammoniumhydroxid, Tetraethylammoniumhydroxid und Tetrapropylammoniumhydroxid besteht, und das Alkoholamin ist aus der Gruppe ausgewählt, die aus Triethanolamin, Dimethylethanolamin, Methanolamin, N-Methylethanolamin, einem Ethanolamin und Diethanolamin besteht.
In bevorzugten Tintenstrahltintenzusammensetzungen liegen das eine oder die mehreren flüchtigen organischen Lösungsmittel in einer Menge von mindestens 60 Gew.-% der Tintenzusammensetzung vor. Vorzugsweise liegt Wasser, wenn vorhanden, in einer Menge von weniger als 5 Gew.-% der Tintenzusammensetzung vor. Bevorzugte organische Lösungsmittel sind aus der Gruppe ausgewählt, die aus einem C₁-C₄-Alkohol, einem C₃-C₆-Keton, einem C₃-C₆-Ester, einem C₄-C₈-Ether und jeder beliebigen Mischung davon besteht. Insbesondere ist das organische Lösungsmittel aus der Gruppe ausgewählt, die aus Methylethylketon, Methylpropylketon, Methylisopropylketon, n-Propylacetat, Isopropylacetat, n-Butylacetat, t-Butylacetat, Methanol, Ethanol und besteht.
Die Tintenstrahltintenzusammensetzungen gemäß der Erfindung enthalten vorzugsweise ein Farbmittel, ausgewählt aus einem oder mehreren Pigmenten, einem oder mehreren Farbstoffen, oder jeder beliebigen Kombination davon. Ein bevorzugtes Farbmittel ist Titandioxid.
Darüber hinaus können die erfindungsgemäßen Tintenstrahltinten ein Farbmittel umfassen, oder ferner umfassen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus C.I. Pigment Violet 23, C.I. Pigment Violet 34, C.I. Pigment Violet 35, C.I. Pigment Violet 37, C.I. Pigment Blue 15:3, C.I. Pigment Blue 15:4, C.I. Pigment Blue 80, C.I. Pigment Yellow 180, C.I. Pigment Yellow 151, C.I. Pigment Yellow 155, C.I. Pigment Yellow 139, C.I. Pigment Black 7 und jeder beliebigen Mischung davon; und/oder ein Farbmittel, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Orasol Pink 5BLG, Black RLI, Blue 2GLN, Red G, Yellow 2GLN, Blue GN, Blue BLN, Black CN und Brown CR, Morfast Blue 100, Red 101, Red 104, Yellow 102, Black 101, Black 108 und jeder beliebigen Mischung davon.
In einer bevorzugten Ausführungsform bietet die Erfindung eine Tintenstrahltintenzusammensetzung, umfassend (a) ein säurehaltiges Harz mit einem inhärenten Säurewert von mindestens etwa 50 mg KOH/g; (b) ein nichtflüchtiges organisches Säure neutralisierendes Mittel, vorhanden zu etwa 0,3 bis etwa 10 Gew.-% der Tintenzusammensetzung; (c) ein oder mehrere flüchtige organische Lösungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus C₁-C₄-Alkoholen, C₃-C₆-Ketonen, C₃-C₆-Estern, C₄-C₈-Ethern und Mischungen davon; und (d) ein oder mehrere Farbmittel, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus einem oder mehreren Pigmenten, einem oder mehreren Farbstoffen, und einer Kombination von einem oder mehreren Pigmenten und einem oder mehreren Farbstoffen.
In einer bevorzugten Ausführungsform bietet die Erfindung eine Tintenstrahltintenzusammensetzung, umfassend (a) ein säurehaltiges Harz mit einem inhärenten Säurewert von etwa 100 bis etwa 250 mg KOH/g; (b) ein nichtflüchtiges organisches Säure neutralisierendes Mittel, vorhanden zu etwa 0,4 bis etwa 5 Gew.-% der Tintenzusammensetzung; (c) ein oder mehrere flüchtige organische Lösungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus C₁-C₄-Alkoholen; und (d) ein oder mehrere Farbmittel, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus einem oder mehreren Pigmenten, einem oder mehreren Farbstoffen, und einer Kombination von einem oder mehreren Pigmenten und einem oder mehreren Farbstoffen.
In einer bevorzugten Ausführungsform bietet die Erfindung eine Tintenstrahltintenzusammensetzung, umfassend (a) ein säurehaltiges Harz mit einem inhärenten Säurewert von etwa 200 bis etwa 225 mg KOH/g; (b) ein nichtflüchtiges organisches Säure neutralisierendes Mittel, vorhanden zu etwa 0,4 bis etwa 3 Gew.-% der Tintenzusammensetzung; (c) ein oder mehrere flüchtige organische Lösungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Methanol, Ethanol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, Isobutylalkohol und tert-Butylalkohol; und (d) ein oder mehrere Farbmittel, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus einem oder mehreren Pigmenten, einem oder mehreren Farbstoffen, und einer Kombination von einem oder mehreren Pigmenten und einem oder mehreren Farbstoffen.
In einer bevorzugten Ausführungsform bietet die Erfindung eine Tintenstrahltintenzusammensetzung, umfassend (a) Joncryl 67, Joncryl 678 oder eine Mischung aus Joncryl 67 und Joncryl 678; (b) Tetrabutylammoniumhydroxid oder Triethanolamin, vorhanden zu etwa 0,4 bis etwa 3 Gew.-% der Tintenzusammensetzung; (c) Ethanol; und (d) ein oder mehrere Farbmittel, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus einem oder mehreren Pigmenten, einem oder mehreren Farbstoffen, und einer Kombination von einem oder mehreren Pigmenten und einem oder mehreren Farbstoffen.
In einer anderen Ausführungsform schließt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines überzogenen gedruckten Zeichens ein, umfassend (a) Drucken, durch kontinuierlichen Tintenstrahl, eines Zeichens auf ein Substrat unter Verwendung einer Tintenstrahltintenzusammensetzung, wie sie hierin beschrieben ist; (b) Trocknenlassen des gedruckten Zeichens; und (c) Platzieren einer Beschichtung aus einem Überzug über dem gedruckten Zeichen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1. Definitionen
Sofern nichts anderes definiert ist, besitzen sämtliche technischen und wissenschaftlichen Begriffe, die hierin verwendet werden, eine Bedeutung, welche die gleiche ist wie jene, in der sie üblicherweise von einem Durchschnittsfachmann verstanden werden. Obgleich diverse Verfahren und Materialien, die den hierin beschriebenen ähnlich oder gleichwertig sind, bei praktischer Ausführung oder Prüfung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind nachstehend geeignete Verfahren und Materialien beschrieben. Allerdings versteht der Fachmann, dass die angewandten und beschriebenen Verfahren und Materialien Beispiele sind und möglicherweise nicht die einzigen sind, die sich zur Verwendung in der Erfindung eignen. Da Messungen inhärenter Variabilität unterliegen, ist überdies beabsichtigt, dass jederlei Temperatur, Gewicht, Volumen, Zeitintervall, pH-Wert, Salinität, Molarität oder Molalität, Bereich, Konzentration und beliebige sonstige Messungen, Mengen oder numerische Ausdrücke, die hierin angegeben sind, ungefähre und nicht exakte oder entscheidende Zahlen sind, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil dargelegt ist.
Wo es für die Erfindung adäquat ist und dem Verständnis von Fachleuten entspricht, ist es daher richtig, die diversen Aspekte der Erfindung mithilfe von ungefähren oder relativen Begriffen und Begriffen des Grades zu beschreiben, die in Patentanmeldungen üblicherweise verwendet werden, wie z. B.: etwa, ungefähr, im Wesentlichen, hauptsächlich, bestehend im Wesentlichen aus, umfassend und wirksame Menge. Sofern nichts anderes definiert ist, besitzen sämtliche technischen und wissenschaftlichen Begriffe, die hierin verwendet sind, eine Bedeutung, welche die gleiche ist wie jene, in der sie üblicherweise von einem Durchschnittsfachmann verstanden werden.
Der Gebrauch der Begriffe „ein“, „eine“, „ein“ etc. und „der“, „die“, „das“ sowie ähnlicher Referenten im Kontext des Beschreibens der Erfindung (insbesondere im Kontext der folgenden Ansprüche) ist so auszulegen, dass diese sowohl den Singular als auch den Plural abdecken, sofern hierin nichts anderes angegeben ist oder der Kontext nicht eindeutig widerspricht. Die Begriffe „umfassend“, „aufweisend“, „einschließend“ bzw. „einschließlich“ und „enthaltend“ sind als offene Begriffe auszulegen (d. h. mit der Bedeutung „einschließend, jedoch nicht beschränkt auf“), sofern nichts anderes vermerkt ist. Die Anführung von Wertebereichen hierin soll lediglich als abgekürztes Verfahren zur individuellen Bezugnahme auf jeden einzelnen separaten Wert dienen, der innerhalb des Bereichs fällt, sofern hierin nichts anderes angegeben ist, und jeder einzelne separate Wert ist so in die Patentschrift aufgenommen, als ob er hierin individuell angeführt wäre. Sämtliche hierin beschriebenen Verfahren können in beliebiger geeigneter Reihenfolge durchgeführt werden, sofern hierin nichts anderes angegeben ist oder der Kontext nicht eindeutig widerspricht. Der Gebrauch von beliebigen und sämtlichen Beispielen oder beispielhafter Ausdrucksweise (etwa „wie z. B.“), der hierin vorgesehen ist, soll die Erfindung lediglich besser beleuchten und stellt keine Beschränkung für den Schutzbereich der Erfindung dar, soweit nicht anders beansprucht ist. Keine Ausdrucksweise in der Patentschrift sollte so ausgelegt werden, als gebe sie irgendein nicht beanspruchtes Element als für die praktische Ausführung der Erfindung wesentlich an.
Der Begriff „etwa“, wie hierin verwendet, meint plus oder minus 20 Prozent des aufgeführten Werts, so dass beispielsweise „etwa 0,125“ die Bedeutung 0,125 ±0,025 und „etwa 1,0“ die Bedeutung 1,0 ±0,2 besitzt.
Der Begriff „Acrylharz“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf einen glasartigen Thermoplast, hergestellt durch Polymerisation von Acrylsäure oder Methacrylsäure, oder einem Derivat von Acrylsäure oder Methacrylsäure, oder sonstigen verwandten Verbindungen. Das „gewichtsmittlere Acrylharz-Molekulargewicht“ bezieht sich auf das mittlere Molekulargewicht der Polymermoleküle im Harz. Der inhärente Säurewert einer Substanz (auch bezeichnet als die Acidität, Säurezahl oder Neutralisationszahl) bezieht sich auf die Masse an Kaliumhydroxid (KOH) in Milligramm, die erforderlich ist, um ein Gramm der Substanz zu neutralisieren.
Der Begriff „Farbmittel“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf einen Farbstoff, ein Pigment oder eine sonstige Substanz, welche Farbe verleiht oder den Farbton von etwas anderem verändert, und kann sich auf jede solche Substanz beziehen. Farbmittel schließen Materialien ein, die eine schwarze Farbe, eine weiße Farbe sowie sonstige Farben verleihen, und können in einigen Ausführungsformen Farbmittel von Lebensmittelgüte, Kosmetikagüte oder Pharmakopöegüte sein. Der Begriff „Pigment“ bezieht sich auf eine Substanz, welche andere Materialien schwarz oder weiß oder farbig macht und meist eine pulverförmige Substanz ist, die mit einer Flüssigkeit vermischt wird, in der sie verhältnismäßig unlöslich ist, und die insbesondere genutzt wird, um Beschichtungsmaterialien wie Farben, Tinten, Kunststoffen und Gummi Farbe zu verleihen. Der Begriff „Farbstoff“ bezieht sich auf eine farbige Substanz (einschließlich schwarz und weiß), die gewöhnlich im verwendeten Lösungsmittel löslich ist und (anders als ein Pigment) an das Objekt, dem Farbe verliehen wird, chemisch bindet.
Die Begriffe „Inkjet“ oder „Tintenstrahl“, wie hierin verwendet, beziehen sich auf Inkjet- bzw. Tintenstrahldrucken, eine Art des Druckens, die ein Bild erzeugt, indem kleine Tröpfchen Tinte auf ein Substrat wie Papier, Kunststoff, Metall, Glas und dergleichen getrieben werden. „Kontinuierliche Tintenstrahl-“ bzw. „Continuous Inkjet-“ oder „CIJ-“ Verfahren werden beispielsweise bei der Kennzeichnung und Kodierung von Produkten und Verpackungen eingesetzt. In diesen Verfahren lenkt eine Pumpe eine flüssige Tintenzusammensetzung aus einem Reservoir zu einer Düse, um einen kontinuierlichen Strom Tintentröpfchen zu schaffen, die einem gesteuerten und variablen elektrostatischen Feld ausgesetzt und dadurch während der Tröpfchenbildung entsprechend dem variierenden elektrostatischen Feld geladen werden. Die geladenen Tröpfchen werden dadurch, dass sie ein anderes elektrostatisches Feld passieren, zur richtigen Stelle abgelenkt, um das gewünschte Muster auf ein Substrat zu drucken, oder sie werden zwecks künftiger Verwendung zurück zum Reservoir gelenkt. Eine „Tintenstrahltinte“ ist jede beliebige Tinte, die sich zur Verwendung in einem Tintenstrahldrucker einschließlich eines kontinuierlichen Tintenstrahldruckers, eines thermischen Tintenstrahldruckers oder dergleichen eignet.
Der Begriff „Säure neutraliserendes Mittel“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf eine Verbindung oder Zusammensetzung, welche die säurehaltigen Bestandteile des Materials oder der Lösung, dem bzw. der es zugesetzt wird, neutralisieren kann. Bevorzugte Säure neutralisierende Mittel sind nichtflüchtige organische Verbindungen. Die Konzentrationen des bzw. der Säure neutralisierenden Mittel in der Tintenformulierung umfassen etwa 0,1 Gew.-% und bis zu etwa 15 Gew.-% des Tintengesamtgewichts. Beispielhafte Säure neutralisierende Mittel zur Verwendung mit der Erfindung schließen eines oder mehrere von Triethylamin, Dimethylamin, Monoethanolamin, N-Methylethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Tetrabutylammoniumhydroxid, Tetramethylammoniumhydroxid, Tetraethylammoniumhydroxid, Tetrapropylammoniumhydroxid ein, bevorzugt sind jedoch Triethanolamin, Tetrabutylammoniumhydroxid oder eine Mischung davon.
Der Begriff „gedruckter Code“ oder „gedrucktes Zeichen“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf ein durch Tintenstrahldrucken erstelltes Bild, einschließlich Abbildern, Zahlen, Symbolen, Text oder einer Kombination davon. Ein „beschichtetes gedrucktes Zeichen“ oder „ein überzogenes gedrucktes Zeichen“ bezieht sich auf einen gedruckten Code, über den ein Schutzüberzug gelegt worden ist.
Die Begriffe „verschmieren“, „Verschmieren“ bzw. „verschmierend“ oder „verschmiert“, wie hierin verwendet, beziehen sich auf das Verschwommen- bzw. Verwischtwerden des gedruckten Zeichens, Bildes oder Codes nach der Aufbringung der schützenden Deckschicht.
Der Begriff „Lösungsmittel“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf eine Komponente, deren primäre Funktion darin besteht, die anderen Komponenten der Tintenzusammensetzung zu lösen und zu tragen. Der Begriff „Lösungsmittel“ bezieht sich auch auf eine Mischung von Lösungsmitteln. Demzufolge kann sich ein zur Verwendung in dieser Erfindung geeignetes Lösungsmittel auf beliebige der folgenden sowie auf Mischungen davon beziehen: Aceton, Methylethylketon, Diethylketon, Methylpropylketon, Methylisopropylketon, Methylisobutylketon, Cyclohexanon und dergleichen; Ester wie z. B. Methylacetat, Ethylacetat, n-Propylacetat, Isopropylacetat, n-Butylacetat, t-Butylacetat, Amylacetat, Methyllaktat, Ethyllaktat, n-Propyllaktat, Isopropyllaktat, n-Butyllaktat, Methoxypropanolacetat und dergleichen; Alkohole wie z. B. Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, t-Butanol, n-Pentanol, n-Hexanol, Benzylalkohol und dergleichen; Diacetonalkohol; Glykolether oder Glykoletheracetate wie z. B. Methoxypropanol, Dipropylenglykolmethylether, Propylenglykolpropylether, Propylenglykolbutylether, Tripropylenglykolmethylether, Butylenglykolmethylether, Dibutylenglykolmethylether, Dipropylenglykolmethyletheracetat, Propylenglykolpropyletheracetat, Propylenglylolbutyletheracetat und dergleichen; und Amide davon. Bevorzugten Lösungsmittel schließen Methylethylketon, Ethanol, Methoxypropylacetat und Butyllaktat sowie Mischungen davon ein. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „flüchtig“ auf die Tendenz einer Substanz, wie z. B. eines Lösungsmittels, zu verdunsten, bezogen auf den Dampfdruck der Substanz. Ein flüchtiges Lösungsmittel ist eines, das die Fähigkeit zum Verdunsten oder Eintreten in eine Gasphase aufweist. Die Flüchtigkeit eines Lösungsmittels kann auf einer relativen Verdunstungsrate, meist bezogen auf n-Butylacetat, beruhen, wobei einige Lösungsmittel flüchtiger oder weniger flüchtig als andere sind. Deshalb schließt ein „flüchtiges organisches Lösungsmittel“ jedes beliebige organische Lösungsmittel ein, das eine Verdunstungsrate von 0,4 oder größer aufweist, wobei Butylacetat = 1,0.
Der Ausdruck „im Wesentlichen frei von“, wie hierin verwendet, bedeutet, dass die endgültige Zusammensetzung keine oder eine minimale Menge (weniger als 5 Gew.%) der angegebenen Substanz enthält. Deshalb enthalten die Tintenzusammensetzungen der Erfindung weniger als 5 Gew.-% Wasser, bevorzugt weniger als 3 % Wasser oder weniger als 2 % Wasser, stärker bevorzugt weniger als 1 % Wasser und am stärksten bevorzugt kein nachweisbares Wasser.
Der Begriff „Substrat“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf das Material oder das Objekt, auf das ein Zeichen gedruckt wird. Einer nicht eingrenzende Liste von Substraten, die sich mit der Erfindung verwenden lassen, schließt beispielsweise Metall, einschließlich lackiertem oder beschichtetem Metall wie z. B. Stahl und Aluminium, Glas, Kunststoff, Holz, Keramik, Verbundstoffe, unbeschichtetes oder beschichtetes Papier, Gummis, Draht und Kabel, elektronische Bauteile und dergleichen ein.
Die Begriffe „Deckschicht“ oder „Überzug“, wie hierin verwendet, beziehen sich auf eine Beschichtung, die über einem gedruckten Zeichen aufgebracht wird. Der Überzug ist dazu entwickelt, das gedruckte Zeichen vor Beschädigung, Verschmierung oder Auflösung des gedruckten Zeichens durch Lösungsmittel (wie z. B. Dieseltreibstoff, Düsentreibstoff, Bleichmittel, SKYDROL™ und dergleichen) zu schützen, mit denen es in Kontakt kommen kann. Auf diese Deckschichten wird zuweilen als SKYDROL™beständige Deckschichten Bezug genommen. Üblicherweise verwendete Überzüge, die in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt werden, umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, AkzoNobel 683-3-2/X-310A5Q Clear BAC 900 BAC 5710 Type 41, AA Spec Skydrol^® Resistant Polyurethane Topcoat, 3M Scotch-Weld Fuel Resistant Coating EC-776, AkzoNobel ECL-G-101 Gloss Gray BAC707 Eclipse High Solids Polyurethane Topcoat, Henkel Hysol PC18M GAL Polyurethan-Härter, DOW DC3145 und Momentive RTV 108 und Ähnliches.
2. Zusammenfassung von Ergebnissen
Gedruckte Zeichen, hergestellt mit erfindungsgemäßen Tintenstrahltinten, zeigten verbesserte Beständigkeit gegen einen gängigen handelsüblichen Überzug, AkzoNobel™ Aerospace Polyurethane Topcoat 683-3-2.
Die erfindungsgemäßen Tintenstrahltinten besitzen gute Stabilität.
3. Ausführungsformen der Erfindung
In einem nichtwässrigen Lösungsmittelsystem bildet die Umsetzung der SäureGruppe im Acrylharz mit dem organischen Säure neutralisierenden Mittel einen lonenpaarungskomplex. Im Vergleich zu Tinten, in denen anorganische Säure neutralisierende Mittel wie z. B. Ammoniak verwendet werden, verbessern die organischen Säure neutralisierenden Mittel die Löslichkeit ionisierten Acrylharzes in organischen Lösungsmitteln signifikant, während die chemische Beständigkeit gedruckter Codes, Zeichen oder Bilder, die mit jenen Tinten hergestellt werden, gegen organische Lösungsmittel wie z. B. PM-Acetat oder MIBK verbessert wird.
Im Allgemeinen sollte eine Tintenstrahltintenzusammensetzung bestimmte Anforderungen erfüllen, um bei Tintenstrahldruckvorgängen nützlich zu sein, wie in der Technik bekannt. Diese beziehen sich auf Viskosität, spezifischen Widerstand, Löslichkeit, Kompatibilität von Komponenten sowie Benetzbarkeit des Substrats. Ferner sollte die Tinte schnelltrocknend und verschmierfest sein, die Tintenstrahldüse ohne Verstopfen passieren können und rasche Reinigung der Gerätekomponenten bei minimalem Aufwand gestatten. Darüber hinaus sollte die Tintenstrahltintenzusammensetzung gedruckte Bilder liefern, die gut an den Substraten, insbesondere den nichtporösen Substraten, haften, welche, wie Durchschnittsfachleuten bekannt, bezüglich der Erzielung von Bildadhäsion vor Herausforderungen stellen.
Die vorliegende Erfindung enthält, in einer bevorzugten Ausführungsform, ein Acrylharz mit einem inhärenten Säurewert von mindestens etwa 25 mg KOH/g. Monomere, die zur Verwendung beim Herstellen des polymeren säurehaltigen Harzes geeignet sind, schließen Säuregruppen enthaltende Monomere mit Carbonsäuregruppen, Sulfonsäuregruppe oder Phosphonsäuregruppen und sonstige Monomere wie z. B. Styrol, Vinylacetat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylmethacrylat, Ethylmethacrylat und dergleichen, jedoch am stärksten bevorzugt Styrolacrylharz ein. Acrylharze, die zur Verwendung in der Erfindung geeignet sind, umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Joncryl™ 67, Joncryl™ 678, Joncryl™ 586, Neocryl B-819, Neocryl B-851 und Mischungen davon. Bevorzugte Acrylharze sind Joncryl™ 67 und Joncryl™ 678.
Das gewichtsmittlere Molekulargewicht bevorzugter Harze ist geringer als etwa 80 000 Dalton. In anderen Ausführungsformen beträgt das gewichtsmittlere Molekulargewicht des Acrylharzes etwa 800 Dalton bis etwa 50 000 Dalton, oder etwa 1 000 Dalton bis etwa 30 000 Dalton, oder etwa 2 000 Dalton bis etwa 20000 Dalton. Die am stärksten bevorzugten Acrylharze weisen ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von etwa 1 000 Dalton bis etwa 20 000 Dalton auf.
Der inhärente Säurewert der bevorzugten Harze beträgt mindestens etwa 25 mg KOH/g, stärker bevorzugt mindestens etwa 50 mg KOH/g und am stärksten bevorzugt mindestens etwa 100 mg KOH/g.
In bevorzugten Ausführungsformen enthalten die erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzungen auch bis zu etwa 10 Gew.-% eines nichtflüchtigen organischen Säure neutralisierenden Mittels. Stärker bevorzugt stellen die Säure neutralisierenden Mittel bis zu etwa 5 % oder bis zu etwa 3 % des Tintengesamtgewichts dar. Geeignete Bereiche des organischen Säure neutralisierenden Mittels können vom Fachmann ohne Weiteres bestimmt werden, betragen gemeinhin jedoch etwa 0,1 Gew.% bis etwa 15 Gew.-% der gesamten Tintenzusammensetzung. Ein bevorzugter Bereich ist etwa 0,3 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% der gesamten Tintenzusammensetzung, oder etwa 0,4 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% der gesamten Tintenzusammensetzung, oder etwa 0,4 Gew.-% bis etwa 3 Gew.-% der gesamten Tintenzusammensetzung.
Der Siedepunkt des Säure neutralisierenden Mittels beträgt mindestens 5 °C. Bevorzugt beträgt der Siedepunkt des Säure neutralisierenden Mittels mindestens 100 C, stärker bevorzugt mindestens 200 °C und am stärksten bevorzugt mindestens 300 °C.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung enthalten ein oder mehrere Säure neutralisierende Mittel, umfassend, jedoch nicht beschränkt auf, quartäre Ammoniumhydroxide, Alkoholamine oder eine Mischung davon. Bevorzugte quartäre Ammoniumhydroxidverbindungen schließen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Tetrabutylammoniumhydroxid, Tetramethylammoniumhydroxid, Tetraethylammoniumhydroxid, Tetrapropylammoniumhydroxid und Mischungen davon ein. Die am meisten bevorzugte quartäre Ammoniumhydroxidverbindung ist Tetrabutylammoniumhydroxid. Bevorzugte Alkoholaminverbindungen umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Triethanolamin, Dimethylethanolamin, Methanolamin, N-Methylethanolamin, ein Ethanolamin, Diethanolamin und Mischungen davon. Die am meisten bevorzugte Alkoholaminverbindung ist Triethanolamin.
In bevorzugten Ausführungsformen enthalten die Tinten der vorliegenden Erfindung ein Lösungsmittel oder Lösungsmittelsystem, das aus einem oder mehreren flüchtigen organischen Lösungsmitteln besteht. Geeignete Lösungsmittel schließen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, C₁-C₄-Alkohole, C₃-C₆-Ketone, C₃-C₆-Ester, C₄-C₈-Ether und jede beliebige Mischung davon ein. Beispielsweise können Alkohole wie Methanol, Ethanol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, Isobutylalkohol, tert-Butylalkohol verwendet werden. Ketone wie Methylethylketon, Diethylketon, Methylpropylketon, Methylisopropylketon, Methylisobutylketon, Ester wie Methylacetat, Ethylacetat, n-Propylacetat, Isopropylacetat, n-Butylacetat, t-Butylacetat, Amylacetat, Methyllaktat, Ethyllaktat, n-Propyllaktat, Isopropyllaktat, n-Butyllaktat und Ether wie Dipropylengykolmethylether, Propylenglykolpropylether, Propylenglykolbutylether, Tripropylenglykolmethylether, Butylenglykolmethylether und Dibutylenglykolmethylether sind für die Erfindung nützlich und lassen sich in einer Lösungsmittelmischung oder einem Lösungsmittelsystem aus zwei oder mehr Lösungsmitteln verwenden. Bevorzugte Lösungsmittel sind Methylethylketon, Ethanol und eine Mischung davon.
Wasser wird der Tintenzusammensetzung vorzugsweise nicht zugegeben. Allerdings kann restliches Wasser gelegentlich in anderen Komponenten der Tinte vorhanden sein oder aus der Atmosphäre aufgenommen werden. Deshalb enthalten die Tinten der Erfindung vorzugsweise kein oder ein Minimum an Wasser. Wasser kann mit bis zu 5 Gew.-% der Endzusammensetzung, bevorzugt weniger als 5 Gew.-%, oder weniger als 4 Gew.-%, oder weniger als 3 Gew.-%, oder weniger als 2 Gew.-% oder weniger als 1 Gew.-% der endgültigen Tintenzusammensetzung vorhanden sein. Bevorzugte Tinten enthalten weniger als 1 % Wasser.
Tinten gemäß der Erfindung enthalten ein Farbmittel, einschließlich eines oder mehrerer Pigmente, eines oder mehrerer Farbstoffe, oder einer Kombination davon. Geeignete Pigmente zur Verwendung in der Erfindung schließen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Titandioxid, C.I. Pigment Violet 23, C.I. Pigment Violet 34, C.I. Pigment Violet 35, C.I. Pigment Violet 37, C.I. Pigment Blue 15:3, C.I. Pigment Blue 15:4, C.I. Pigment Blue 80, C.I. Pigment Yellow 180, C.I. Pigment Yellow 151, C.I. Pigment Yellow 155, C.I. Pigment Yellow 139 und jede beliebige Mischung davon ein. Das bevorzugte Pigment ist Titandioxid. Bevorzugte Farbstoffe zur Verwendung in der Erfindung schließen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Orasol Pink 5BLG, Black RLI, Blue 2GLN, Red G, Yellow 2GLN, Blue GN, Blue BLN, Black CN und Brown CR, Morfast Blue 100, Red 101, Red 104, Yellow 102, Black 101, Black 108 und jede beliebige Mischung davon ein. Die bevorzugten Farbstoffe sind Yellow 2GLN und Yellow 102. Das Farbmittel in der Tinte kann ein oder mehrere Pigmente, ein oder mehrere Farbstoffe, oder eine Kombination von einem oder mehreren Pigmenten und einem oder mehreren Farbstoffen sein.
Sonstige Komponenten, die in die Tinten gemäß der Erfindung einbezogen sein können, schließen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, chemische Reagenzien, Weichmacher (z. B. Rit-Cizer #8), Entschäumer (z. B. BYK-065), Acrylpaste (z. B. weiße Acrylpaste 29W599), Elektrolyte (z. B. Tetrabutylammoniumhexafluorphosphat), Nichtacrylharze (z. B. Staybelite™ Ester 10E), Füllstoffe und Dispergiermittel (z. B. Solsperse™ 41000) ein.
Bevorzugt weisen die Tintenzusammensetzungen der Erfindung eine Viskosität im Bereich von etwa 2,0 cps bis etwa 6,0 cps bei 25 °C auf. Stärker bevorzugt beträgt die Viskosität etwa 3 cps bis etwa 5 cps bei 25 °C, und am stärksten bevorzugt beträgt sie etwa 3,5 cps bis etwa 4,5 cps bei 25 °C.
Bevorzugt weisen die Tintenzusammensetzungen der Erfindung einen spezifischen Widerstand im Bereich von etwa 500 a-cm bis etwa 2500 a-cm bei 25 °C auf. Stärker bevorzugt beträgt der spezifische Widerstand etwa 800 a-cm bis etwa 2000 a-cm und am stärksten bevorzugt beträgt er etwa 800 a-cm bis etwa 1600 a-cm bei 25 °C.
Die Tinten gemäß der Erfindung werden hergestellt, indem die Inhaltsstoffe miteinander kombiniert und vermischt werden. Bei bevorzugten Tintenzusammensetzungen wird die Tinte durch das folgende Verfahren hergestellt: Auswiegen des Lösungsmittels, des Harzes und der chemischen Mittel in einen Vermischungstank und Beginnen der Bewegung, bis sich eine klare homogene Lösung bildet; Auswiegen der Pigmentpaste/des Farbstoffs und Hinzufügen zum Gemisch unter Bewegung. Die endgültige Tinte wird durch Membranfilter filtriert, um große Teilchen zu entfernen.
In bestimmten Ausführungsformen bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines gedruckten Zeichens, das sich ohne Auflösen oder Verschmieren überziehen lässt. Demzufolge sollte das endgültige Tintenprodukt, sobald es gedruckt und getrocknet ist, in den Lösungsmitteln, die in der Überzugszusammensetzung verwendet werden, nicht in irgendeinem erkennbaren Grad löslich sein. Diese Lösungsmittel sind meist Propylenglykolmonomethyletheracetat (PM-Acetat), Methylisobutylketon (MIBK), Methylamylketon (MAK), Xylol, Ethanol und Mischungen davon.
Die Tinten dieser Erfindung werden bevorzugt durch Tintenstrahldrucken, am stärksten bevorzugt durch kontinuierliches Tintenstrahldrucken, auf das Substrat aufgebracht. Die Substrate, auf denen das Drucken erfolgt, sind vorzugsweise Metalle, wie z. B. Aluminium und Stahl, oder harte Kunststoffe, wie z. B. Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS). Andere Substrate, die sich zum Drucken mit den erfindungsgemäßen Tinten verwenden lassen, schließen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Keramik, Verbundstoffe, beschichtete und unbeschichtete Papiere, weiche Kunststoffe und Glas ein.
Das Tintenstrahldruckverfahren, das für das Drucken mit den erfindungsgemäßen Tinten bevorzugt wird, ist kontinuierliches Tintenstrahldrucken, jedoch können auch andere Verfahren wie thermisches Tintenstrahldrucken und Piezo-Tintenstrahldrucken eingesetzt werden. Deshalb bezieht sich, in bestimmten Ausführungsformen, die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines gedruckten Zeichens, umfassend Drucken eines Zeichens auf ein Substrat unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Tintenstrahltinte, wie sie hierin beschrieben ist, Trocknenlassen des gedruckten Zeichens, und wahlweises Platzieren eines Überzugs über dem gedruckten Zeichen.
5. Beispiele
Diese Erfindung ist nicht auf die konkreten Prozesse, Zusammensetzungen oder Methodologien, welche beschrieben sind, beschränkt, da diese variieren können. Die in der Beschreibung verwendete Terminologie dient einzig dem Zwecke des Beschreibens bestimmter Versionen oder Ausführungsformen und ist nicht dazu vorgesehen, den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung einzuschränken, der allein durch die beigefügten Ansprüche begrenzt wird. Obgleich beliebige Verfahren und Materialien, die den hierin beschriebenen ähnlich oder gleichwertig sind, bei der praktischen Ausführung oder Prüfung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind die bevorzugten Verfahren, Vorrichtungen und Materialien nun beschrieben. Sämtliche hierin genannten Veröffentlichungen sind durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen; nichts hierin ist als Eingeständnis dessen auszulegen, dass die Erfindung nicht zum Vordatieren solcher Offenbarung kraft früherer Erfindung berechtigt ist.
Beispiel 1: Tintenstrahltinten, enthaltend Acrylharz mit hoher Säurezahl und Tetrabutylammoniumhydroxid

Tintenzusammensetzungen wurden mit den in nachstehender Tabelle 1 dargestellten Komponenten (in Gewichtsprozent) formuliert. Alle dieser Zusammensetzungen enthalten ein Acrylharz mit hoher Säurezahl und ein Tetrabutylammoniumhydroxid als Säure neutralisierendes Mittel. Tabelle 1. Tintenstrahltintenzusammensetzungen.

Tintenbestandteile	Tinten-Zssg. 1	Tinten-Zssg. 2	Tinten-Zssg. 3	Tinten-Zssg. 4	Tinten-Zssg. 5
MEK	52,3 %	55,3 %	54,4 %	54,8 %	56,2 %
Joncryl 67	12,5 %	14,5 %	12,5 %		14,0 %
Joncryl 678				15,0 %
Ethanol	10 %	10 %	10 %	10 %	10 %
Tetrabutylammoniumhexafluorphosphat	0,8 %	0,8 %	1,2 %	0,8 %
Kaliumthiocyanat					0,4 %
Tetrabutylammoniumhydroxid 40 %ige Lösung	7,0 %	2,5 %	1,0 %	2,5 %	2,5 %
Rit-cizer™ #8	0,5 %
BYK - 065	0,9 %	0,9 %	0,9 %	0,9 %	0,9 %
Weiße Acrylpaste 29W599	16,0 %	16,0 %	20,0 %	16,0 %	16,0 %
Insgesamt	100,0 %	100,0 %	100,0 %	100,0 %	100,0 %
Viskosität (cps bei 25 °C)	4,60	4,54	3,60	3,88	4,33
Spezifischer Widerstand (Ω-cm bei 25 °C)	686	1249	1184	1352	1303

Beispiel 2. Tintenstrahltinten, enthaltend Acrylharz mit hoher Säurezahl und Triethanolamin

Tintenzusammensetzungen wurden mit den in nachstehender Tabelle 2 dargestellten Komponenten (in Gewichtsprozent) formuliert. Alle diese Zusammensetzungen enthalten ein Acrylharz mit hoher Säurezahl und ein Triethanolamin-Säureneutralisierungsmittel. Tabelle 2. Tintenzusammensetzungen.

Tintenbestandteile	Tinten-Zssg. 6	Tinten-Zssg. 7
MEK	44,4 %	49 %
Joncryl 67	12,0 %	12 %
Ethanol	20 %	20 %
TBAPF6	1,2 %
Kaliumthiocyanat		0,6 %
Triethanolamin	1,5 %	1,5 %
BYK - 065	0,9 %	0,9 %
Weiße Acrylpaste 29W599	20,0 %	16,0 %
Insgesamt	100,0 %	100,0 %
Viskosität (cps bei 25 °C)	4,33	4,35
Spezifischer Widerstand (Ω-cm bei 25 °C)	1368	1316

Beispiel 3. Tintenstrahltinten, enthaltend Acrylharz mit hoher Säurezahl, ohne Säure neutralisierendes Mittel

Tintenzusammensetzungen wurden mit den in nachstehender Tabelle 3 dargestellten Komponenten (in Gewichtsprozent) formuliert. Alle diese Zusammensetzungen enthalten ein Acrylharz mit hoher Säurezahl, ohne jedes Säure neutralisierende Mittel. Tabelle 3. Tintenzusammensetzungen.

Tintenbestandteile	Tinten-Zssg. 8	Tinten-Zssg. 9
MEK	57,3 %	57,8 %
Joncryl 67	13,0 %	14,0 %
Staybelite Ester 10-E Ester von hydriertem Harz	1,5 %
Ethanol	8 %	8%
Tetrabutylammoniumhexafluorphosphat	1,3 %	1,3 %
Rit-cizer™ #8	0,5 %	0,5 %
BYK - 065	0,9 %	0,9 %
Weiße Acrylpaste 29W599	17,5 %	17,5 %
Insgesamt	100,0 %	100,0 %
Viskosität (cps bei 25 °C)	3,58	3,61
Spezifischer Widerstand (Ω-cm bei 25 °C)	1221	1189

Beispiel 4. AkzoNobel 683-3-2/X-310 (Mischverhältnis 2/1) Prüfung an gedruckten Codes
Für diese Prüfungen wurde ein Code auf Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Stahl oder Aluminium gedruckt und mit 2 oder 5 Schichten AkzoNobel 683-3-2/X-310 (Mischverhältnis 2/1) entsprechend dem folgenden Verfahren überzogen: sorgfältiges Mischen von Basislösung 683-3-2 mit Aushärtungslösung X-310 im Verhältnis 2 zu 1; Auftragen, mit Bürste, des feuchten Überzugs auf den gedruckten Code; und Trocknenlassen desselben bei Umgebungstemperatur vor weiterer Prüfung.

Wie in nachstehender Tabelle 4 dargestellt, blieben die Tinten, enthaltend ein Acrylharz mit hoher Säurezahl, mit oder ohne Säureneutralisierungsmittel, nach dem Überziehen intakt, wohingegen zwei handelsübliche Tinten des Stands der Technik entweder verschmiert oder unleserlich waren. Tabelle 4. Ergebnisse der Überzugsprüfungen.

	2 Überzugsschichten			5 Überzugsschichten
TINTE	ABS	Stahl	Aluminium	ABS	Stahl	Aluminium
Tinten-Zssg. 1	intakt	intakt	intakt	intakt	intakt	intakt
Tinten-Zssg. 2	intakt	intakt	intakt	intakt	intakt	intakt
Tinten-Zssg. 3	intakt	intakt	intakt	intakt	intakt	intakt
Tinten-Zssg. 4	intakt	intakt	intakt	intakt	intakt	intakt
Tinten-Zssg. 5	intakt	intakt	intakt	intakt	intakt	intakt
Tinten-Zssg. 6	intakt	intakt	intakt	intakt	intakt	intakt
Tinten-Zssg. 7	intakt	intakt	intakt	intakt	intakt	intakt
Tinten-Zssg. 8	intakt	intakt	intakt	intakt	intakt	intakt
Tinten-Zssg. 9	intakt	intakt	intakt	intakt	intakt	intakt
Handelsübl. Tinte 1	verschmiert	verschmiert	verschmiert	verschmiert	verschmiert	verschmiert
Handelsübl. Tinte 2	unleserlich	unleserlich	unleserlich	unleserlich	unleserlich	unleserlich

Beispiel 5. Wattestäbchen-Reibprüfungen.

Wattestäbchen-Reibprüfungen wurden an gedruckten Zeichen auf diversen Substraten vorgenommen, unter Verwendung von PM-Acetat- oder Methylisobutylketon-(MIBK-) Lösungsmittel. Ein mit PM-Acetat oder MIBK befeuchtetes Wattestäbchen wurde verwendet, um am gedruckten Zeichen zu reiben und zu evaluieren, ob die Tinte durch das Lösungsmittel einfach entfernt wird oder ob sie intakt und anhaftend bleibt. Die Tinte und das Substrat, auf welches das Zeichen gedruckt war, sind in Tabelle 5 angegeben. Die Anzahl an Reibvorgängen mit dem Stäbchen, die notwendig war, um mehr als 50 % des gedruckten Zeichens zu entfernen, wird zur Einstufung der Lösungsmittelbeständigkeit verwendet. (Mäßig: 1-2 Reibvorgänge; ordentlich: 3-5 Reibvorgänge; gut: 69 Reibvorgänge; ausgezeichnet: 10+ Reibvorgänge). Die Ergebnisse sind nachstehender Tabelle 5 zu entnehmen. Table 5. Ergebnisse der Stäbchenprüfung.

TINTE	PM-Acetat-Reibprüfung				MIBK-Reibprüfung
TINTE	Ryton™ PPS	Stahl	Nickel	ABS	Ryton™ PPS	Stahl	Nickel	ABS
Handelsübl. Tinte 1	Mäßig	Mäßig	Mäßig	Mäßig	Ordentl.	Ordentl.	Mäßig	Mäßig
Handelsübl. Tinte 2	Mäßig	Ordentl.	Mäßig	Mäßig	Mäßig	Mäßig	Mäßig	Mäßig
Tinten-Zssg. 2	Gut	Ausgez.	Ordentl.	Ausgez.	Gut	Ausgez.	Ordentl.	Ausgez.
Tinten-Zssg. 6	Gut	Ausgez.	Ordentl.	Ausgez.	Gut	Ausgez.	Ordentl.	Ausgez.
Tinten-Zssg. 9	Ordentl.	Gut	Ordentl.	Gut	Gut	Ausgez.	Ordentl.	Gut

PPS: Poly(p-phenylensulfid); ABS: Acrylnitril-Butadien-Styrol.

BEZUGSDOKUMENTE
Sämtliche nachstehend und in der gesamten Patentschrift aufgelisteten Dokumente sind hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen:

1. US-Patent Nr. 4,677,174
2. US-Patentveröffentlichung Nr. 2012/0305528
3. US-Patent Nr. 6,569,920
4. US-Patentveröffentlichung Nr. 2015/0252201
5. US-Patentveröffentlichung Nr. 2012/0039819
6. US-Patent Nr. 5,183,502
7. US-Patent Nr. 8,936,358
8. US-Patent Nr. 3,674,528
9. US-Patent Nr. 6,833,395
10. US-Patent Nr. 6,669,768
11. US-Patent Nr. 6,454,846

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 4677174 [0062]
US 2012/0305528 [0062]
US 6569920 [0062]
US 2015/0252201 [0062]
US 2012/0039819 [0062]
US 5183502 [0062]
US 8936358 [0062]
US 3674528 [0062]
US 6833395 [0062]
US 6669768 [0062]
US 6454846 [0062]

Claims

Tintenstrahltintenzusammensetzung, umfassend: (a) ein säurehaltiges Harz mit einem inhärenten Säurewert von mindestens etwa 25 mg KOH/g; (b) ein nichtflüchtiges organisches Säure neutralisierende Mittel, vorhanden mit bis zu etwa 10 Gew.-% der Tintenzusammensetzung; (c) ein oder mehrere flüchtige organische Lösungsmittel; und (d) ein oder mehrere Farbmittel.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach Anspruch 1, die gegen Überziehen beständig ist.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das säurehaltige Harz eine Säurezahl von mindestens etwa 50 mg KOH/g aufweist.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das säurehaltige Harz eine Säurezahl von mindestens etwa 100 mg KOH/g aufweist.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach einem vorstehenden Anspruch, wobei das säurehaltige Harz ein Homopolymer oder Copolymer ist.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach einem vorstehenden Anspruch, wobei das säurehaltige Harz ein Acrylharz ist.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach Anspruch 6, wobei das säurehaltige Harzpolymer aus Monomeren besteht, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die besteht aus Acrylsäure, Methacrylsäure, einem Alkylacrylat, einem Hydroxyalkylmethacrylat, Styrol und Vinylacetat.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach einem vorstehenden Anspruch, wobei das säurehaltige Harz ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von weniger als etwa 80 000 Dalton aufweist.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das säurehaltige Harz ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von weniger als etwa 50 000 Dalton aufweist.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das säurehaltige Harz ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von weniger als etwa 20 000 Dalton aufweist.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach einem vorstehenden Anspruch, wobei das organische Säure neutralisierende Mittel mit bis zu etwa 5 Gew.-% der Tintenzusammensetzung vorhanden ist.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das organische Säure neutralisierende Mittel mit bis zu etwa 3 Gew.-% der Tintenzusammensetzung vorhanden ist.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach einem vorstehenden Anspruch, wobei das organische Säure neutralisierende Mittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus einem quartären Ammoniumhydroxid, einem Alkoholamin, einem aromatischen Amin, einer heterocyclischen Stickstoffverbindung und einem Alkylamin.
Tintenstrahlzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Säure neutralisierende Mittel einen Siedepunkt von mindestens 5 °C aufweist.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Säure neutralisierende Mittel einen Siedepunkt von mindestens 100 °C aufweist.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Säure neutralisierende Mittel einen Siedepunkt von mindestens 200 °C aufweist.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Säure neutralisierende Mittel einen Siedepunkt von mindestens 300 °C aufweist.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach Anspruch 13, wobei das quartäre Ammoniumhydroxid aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Tetrabutylammoniumhydroxid, Tetramethylammoniumhydroxid, Tetraethylammoniumhydroxid und Tetrapropylammoniumhydroxid.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach Anspruch 13, wobei das Alkoholamin aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Triethanolamin, Dimethylethanolamin, Methanolamin, N-Methylethanolamin, einem Ethanolamin und Diethanolamin.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach einem vorstehenden Anspruch, wobei das eine oder die mehreren flüchtigen organischen Lösungsmittel in einer Menge von mindestens 60 Gew.-% der Tintenzusammensetzung vorhanden sind.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach einem vorstehenden Anspruch, wobei Wasser, falls vorhanden, in einer Menge von weniger als 5 Gew.-% der Tintenzusammensetzung vorliegt.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach einem vorstehenden Anspruch, wobei das eine oder die mehreren organischen Lösungsmittel aus der Gruppe ausgewählt sind, die besteht aus einem C₁-C₄-Alkohol, einem C₃-C₆-Keton, einem C₃-C₆-Ester, einem C₄-C₈-Ether und jeder beliebigen Mischung davon.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei das eine oder die mehreren organischen Lösungsmittel aus der Gruppe ausgewählt sind, die besteht aus Methylethylketon, Methylpropylketon, Methylisopropylketon, n-Propylacetat, Isopropylacetat, n-Butylacetat, t-Butylacetat, Methanol, Ethanol und Propylenglykolmonomethyletheracetat.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach einem vorstehenden Anspruch, wobei das eine oder die mehreren Farbmittel aus einem oder mehreren Pigmenten, einem oder mehreren Farbstoffen, oder jeder beliebigen Kombination davon ausgewählt sind.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach Anspruch 24, wobei das eine oder die mehreren Farbmittel Titandioxid ist.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach Anspruch 25, die ferner ein Farbmittel umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus C.I. Pigment Violet 23, C.I. Pigment Violet 34, C.I. Pigment Violet 35, C.I. Pigment Violet 37, C.I. Pigment Blue 15:3, C.I. Pigment Blue 15:4, C.I. Pigment Blue 80, C.I. Pigment Yellow 180, C.I. Pigment Yellow 151, C.I. Pigment Yellow 155, C.I. Pigment Yellow 139, C.I. Pigment Black 7 und jeder beliebigen Mischung davon.
Tintenstrahltintenzusammensetzung nach Anspruch 25, die ferner ein Farbmittel umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Orasol Pink 5BLG, Black RLI, Blue 2GLN, Red G, Yellow 2GLN, Blue GN, Blue BLN, Black CN, und Brown CR, Morfast Blue 100, Red 101, Red 104, Yellow 102, Black 101, Black 108 und jeder beliebigen Mischung davon.
Verfahren zur Herstellung eines überzogenen gedruckten Zeichens, umfassend (a) Drucken, durch kontinuierlichen Tintenstrahl, eines Zeichens auf ein Substrat unter Verwendung der Tintenstrahltintenzusammensetzung nach einem vorstehenden Anspruch; (b) Trocknenlassen des gedruckten Zeichens; und (c) Platzieren einer Beschichtung aus einem Überzug über dem gedruckten Zeichen.