DE2629956C2 - Tinte für das Strahldrucken auf Glas - Google Patents
Tinte für das Strahldrucken auf GlasInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Tinte für das Stahldrucken auf Glas oder glasierten Keramikflächen, welche aus 2
bis 20 Gew.-% eines linearen Novolaks, 0,6 bis 30 Gew.-% eines in Alkohol oder Wasser löslichen Farbstoffs, 3
bis 7 Gew.-% eines Glykoläthers oder -esters, Rest Wasser und Alkohol besteht, wobei der Wassergehalt bis zu
50 Gew.-% des Alkoholgehaltes ausmachen kann. Schließlich kann noch ein ionisierbares Salz enthalten sein,
wenn der elektrische Widerstand der Tinte oder Druckfarbe über 2000 Ω/cm beträgt
Druckfarben oder Tinten für das Strahldrucken, insbesondere auf glasige Flächen, müssen bestimmte Eigenschaften
aufweisen.
Viskosität (20° C), cP Elektrischer Widerstand, Ω · cm
Oberflächenspannung, dyn/cm Schallgeschwindigkeit, m/s Dichte, g/cm3
1,0-8,0
< 3000
22,5-60
1200- IKOO
0,800-1,045
< 3000
22,5-60
1200- IKOO
0,800-1,045
bevorzugt
1.5-4,5
< 2000
23,5-32
1200-1600
0,850-0,950
Darüber hinaus muß die Druckfarbe ein stabiles System sein, ohne daß es zu Ausfällungen bei Lagerung oder
Anwendung kommt, da solche Ausfällungen zum Verstopfen der Düsen und zu einer Verringerung der Intensität
der Drucke führen können.
Ein weiteres Problem für die Rezeptur einer Druckfarbe ist die Schwierigkeit einer festen Bindung zwischen
Druckfarbe und glasiger Fläche unmittelbar nach dem Trocknen der aufgebrachten Druckfarbe, die ausreichend
fest ist, um einer Entfernung durch Waschen unter fließendem Wasser oder Aufsprühen von Wasser innerhalb
von wenigen Sekunden nach dem Drucken zu widerstehen. Andererseits muß die Druckfarbe jedoch vollständig
abwaschbar sein mit milden Laugen, wie man sie zum Waschen von Getränkeflaschen anwendet; sie muß im
Trockenen wischfest sein und auch beständig gegenüber mäßigem Reiben in der Feuchtigkeit. Diese Probleme
beruhen zum Teil auf der hohen Hydrophilie auf glasigen Oberflächen gegenüber den stark hydrophoben
Eigenschaften der organischen Bindemittel, die man im allgemeinen für die Druckfarben anwendet, zusammen
mit der Schwierigkeit, eine physikalische Bindung hervorzurufen mit exakt glatten, nicht-porösen Flächen von
Glas oder glasierten Keramikteilen.
Um nun einerseits Haftung an Glas und andererseits ausreichende Stabilität zu gewährleisten, wurde bereits
eine Druckfarbe versucht auf der Basis eines säurekatalysierten Phenolaldehydharzes, welches häufig als Novolakharz
bezeichnet wird. Es ist in Alkohol löslich und zumindest mit Wasser verdünnbar, wodurch die Einbringung
von Wasser in die Druckfarbe ermöglicht wird, die man zur Aufrechterhaltung der Stabilität für notwendig
ansieht. Diese Druckfarbe enthielt eine Organo-silicon-Verbindung in Form eines Organosilans als Haftvermittler,
also zur Verbesserung der Haftung der Novolakharz-Bindemittels an der glasigen Fläche.
Derartige Druckfarben konnten jedoch die anstehenden Probleme nicht lösen, da Novolak-Bindemittel und
Organosilan in Gegenwart eines Triarylmethanfarbstoffe oder mit Alkohol und Wasser unerwünschte Ausscheidungen
und ungenügende Trocknungsgeschwindigkeit zeigten. Durch Anwendung von alkoholischen Lösungen
mit geringen Anteilen an Wasser als Verdünnungsmittel treten Trocknungsprobleme auf und es kommt zu einem
schnellen Verstopfen der Druckfarbenrückführung des Strahldruckers.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine Druckfarbe für das Strahldrucken auf Glas oder Keramikflächen,
wobei die Druckfarbe so gut haftet, daß sie einem Abwaschen mit strömendem Wasser oder Aufspritzen
widersteht und doch leicht entfernbar ist mit einer schwach alkalischen Waschflüssigkeit, die Haftung an Glas
innerhalb weniger Sekunden erfolgt und ausreichend fest ist nach dem Altern, um ein Abreiben in trockenem
Zustand oder einem geringen Reiben in feuchtem Zustand zu widerstehen. Schließlich ist die erfindungsgemäße
Druckfarbe nicht empfindlich auf die Art des angewandten Farbstoffs und gestattet eine größere Auswahl an
Farbstoffen wie auch höhere Farbstoffkonzentrationen für höhere Bildintensitäten. Darüberhinaus zeichnet sich
die erSndungsgemäße Druckfarbe auch dadurch aus. daß es zu keinen Ausfällungen und damit Verstopfungen
der Düsen kommt
Die Basis der erfindungsgemäßen Druckfarbe ist ein Novolakharzbinder. Dies sind säurekatalysierte Kondensationsprodukte von Phenol und einem Aldehyd, vorzugsweise Formaldehyd oder Paraformaldehyd, die wegen
der Kondensation auf der sauren Seite niedermolekulare, lineare Polymere ergeben, welche in Alkohol und s
Alkohol und Wasser löslich bleiben und mit Wasser zumindest verdünnt werden können durch ihren linearen
Aufbau ohne Vernetzungen. ,
Die Herstellung von Novolakharzen für die erfindungsgemäßen Druckfarben ist bekannt und entsprechende
Produkte sind am Markt, beispielsweise solche mit Molekulargewichten von 75frbzw. 500. Für die erfindungsgemäßen Druckfarben kann man ein Novolakharz mit einem Molekulargewicht zwischen 200 und 2500, Vorzugs-
weise zwischen 400 und 1000, anwenden und zwar in einer Menge von 1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 20
Gew.-%, bezogen auf Druckfarbe.
Die Farbstoffe werden üblicherweise in einer Konzentration von 0,4 bis 5, vorzugsweise 0,6 bis 3 Gew.-%,
bezogen auf Druckfarbe, angewandt Im folgenden werden einige Beispiele für in Lösungsmittel bzw. Wasser
und Lösungsmittel lösliche verwendbare Farbstoffe aufgeführt ι s
Obige Nachteile wurden vermieden, weil keine Organosiliciumverbindung angewandt werden muß, jedoch
ein Verdampfungsverzögerungsmittel vorhanden ist, welches vollständig verträglich ist mit den anderen Bestandteilen und die Einstellung der Trocknungsgeschwindigkeit ohne Benachteiligung der Haftung oder der
Geschwindigkeit der Entwicklung der Haftung der Druckfarbe auf der glasigen Fläche ermöglicht Obzwar
derartige Verdunstungsverzögerer nicht wesentlich sind für die erfindungsgemäßen Druckfarben, sind sie doch
vorteilhaft in Mengen von 0 bis 20 Gew.-%, insbesondere 3 bis 7 Gew.-°/o. Beispiele dafür sind Glykoläther und
-ester wie Äthylenglykol-monomethyläther, Äthylenglykol-dimethyläther, Äthylenglykol-monoäthyläther, Äthylenglykol-diäthyläther, Äthylenglykol-monobutyläther, Äthylenglykol-monophenoläther, Äthylenglykol-mono2-äthylbutyläther, Diäthylenglykol-monomethyläther, Diäthylenglykol-monoäthyläther, Äthylenglykol-monomethylätheracetat Äthylenglykol-monoäthylätheracetat und Diäthylenglykolmonoäthylätheracetat
Als flüssiges Trägermedium werden Wasser und Alkohol angewandt Der Wassergehalt kann bis 80 Gew.-%
betragen und liegt vorzugsweise bis 50 Gew.-% des Alkoholgehalts. Als Alkohol kann man einen nieder
siedenden, schnell trocknenden Alkohol wie Methanol, Äthanol, Propanol, lsopropanol und andere C7- bis
Cs-Alkohole anwenden.
55
65
| Beispiel 1 | Beispiel 2 | |
| Gew.-% | Gew.-% | |
| Novolak | 5,8 | 6,0 |
| Methanol | 66,2 | 66„0 |
| Wasser (destilliert) | 20,0 | 20,0 |
| Äthylenglykol-monoäthyläther | 5,0 | 5,0 |
| Diäthylenglykol-monoäthyläther | Xr. | 1.5 |
| Basisch-Violett 10 | Xr. | 1,5 |
| Novolak | ||
| Methanol | ||
| Wasser (destilliert) | ||
| Äthylenglykol-monoäthyläther | ||
| Diäthylenglykol-monoäthyläther | ||
| Säure Rot 52 |
| B ei spie"» 4 | |
| Gew.-% | |
| Novolak | 5.8 |
| Methanol | 25,0 |
| Äthanol | 51,2 |
| Wasser | 5,0 |
| Äthylenglykol-monoäthyläther | 10,0 |
| Diäthylengiykol-monoäthyiäther | 13 |
| Lösungsmittel Orange 7 | 1.5 |
Gew.-%
Novolak 7,0
5 Äthanol 52.5
In obigen Beispielen sind die Farbstoffe in Wasser und Alkohol löslich, und zwar entweder sauer oder basisch.
Wird ein alkohollöslicher Farbstoff, der keine Wassermengen wie in den Beispielen 1 bis 3 zuläßt, angewandt, so
sollte die Menge an Verdunsiungsverzögerer erhöht werden, um die Stabilität aufrecht zu erhalten und eine
entsprechende Trocknungsgeschwindigkeit einzustellen.
Um einen Anstieg des elektrischen Widerstands der Druckfarbe über eine zulässige Grenze, die sich aus dem
Strahldrucker ergibt, zu vermeiden aufgrund einer Rezeptur mit unzureichendem ionisiertem Material und/oder
geringem Wasseranteil, kann man in die Druckfarbe noch ein leicht ionisierbares Salz, wie ein Aikalirhodanid,
30 zur Herabsetzung des Widerstands zufügen.
bevorzugt
35 Lineares Novolakharz 1-30% 2-20%
ο Wasser bis 80% des Alkohols bis 50% des Alkohols
40 Kaliumrhodanid 0-1,5% 0-1%
L1
f1' Die Reihenfolge des Zusammenbringen der Bestandteile ist nicht wichtig, da sie ja gelöst werden.
Claims (6)
1. Druckfarbe für das Stähldrucken auf eine glasige Fleche, enthaltend 1 bis 30 Gew.-% lineares Novolakharz,
0,4 bis 5 Gew. % löslichen Farbstoff, 0 bis 20 Gew.-% Verdunstungsverzögerer und 0 bis 1,5 Gew.-%
Alkalirhodanid, Rest Wasser und Alkohol mit der Maßgabe, daß der Wasseranteil bis zu 80 Gew.-°/o des
Alkohols ausmachen kann.
2. Druckfarbe nach Anspruch 1, enthaltend 2 bis 20 Gew.-%^Jovolakharz, 0,6 bis 3 Gew.-% Farbstoff, 3 bis
7 Gew.-% Verdunstungsverzögerer, 0 bis 1 Gew.-% Alkalirhodanid, Rest Wasser und Alkohol, wobei der
Wasseranteil bis zu 50 Gew.-% des Alkohols betragen kann.
3. Druckfarbe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Novolakharz ein säurekatalysiertes
Phenolformaldehydharz mit einem mittleren Molekulargewicht zwischen 200 und 2500, vorzugsweise
zwischen 400 und 1000, ist
4. Druckfarbe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff in Alkohol bzw. Alkohol
und Wasser löslich ist
5. Druckfarbe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bis 0,15 Gew.-% eines ionisierbaren
Salzes enthalten ist, wenn der elektrische Widerstand sonst über 2000 Ω · cm steigen würde.
6. Druckfarbe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdunstungsverzögerer ein
Glykoläther oder -ester ist
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