DE2633260B2

DE2633260B2 - Transferdruckträger, Verfahren zu deren Herstellung und Transferdrucktinten hierfür

Info

Publication number: DE2633260B2
Application number: DE2633260A
Authority: DE
Inventors: Dieter Hendriks; Wolfgang Dr. Mehl
Original assignee: Sublistatic Holding S.A., Glarus (Schweiz)
Priority date: 1975-07-25
Filing date: 1976-07-23
Publication date: 1979-01-18
Also published as: DE2633260C3; DE2633260A1; JPS5215687A; FR2318741A1; GB1527396A; FR2318741B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Transferdruckträger, ein Verfahren zu deren Herstellung und Transferdrucktinten hierfür.

Transferdruckträger werden üblicherweise nach der Rotationsfilmdruckmethode, durch Hochdruck, durch Flexo- odet »Offsetdruck, durch Tiefdruck (auch Heliogravur genannt) hergestellt All diese Verfahren haben beschränkte Anwendung. So z. B. kann man in der Rotationsfilmdruckmethode praktisch nur wäßrige Tinten mit ihren bekannten Nachteilen verwenden, während die anderen Druckmethoden für breite Bahnen über 1,8 m wegen der Notwendigkeit entsprechend breite Walzen zu haben und wegen des hohen Preises 5 kaum bis gar nicht brauchbar sind.

Aufgabe der Erfindung war es, die Nachteile der bekannten Verfahren zu überwinden durch Zurverfügungstellung eines neuen Verfahrens, das nicht an die Bahnbreite gekoppelt ist und außerdem auch den

Einsatz vorteilhafterer Drucktinten gestattet

Diese Aufgabe wird durch die in den obenstehenden Ansprüchen beschriebene Erfindung gelöst

Ein Vorteil der Erfindung ist es, daß man beliebig breite Bahnen von Transferträgern mit Transferdruck tinten bedrucken kann. Ein weiterer Vorteil ist es, daß keine Druckformen wie z. B. eingravierte Walze oder Platte, oder eine Schablone benötigt wird, was Platz, Zeit, hochqualifizierte Arbeitskräfte und zusammengesetzte Vorrichtungen erspart Wenn man Transfer- oder Umdruckträger erfindungsgemäß herstellt, kann man sowohl die Nachteile der Papierdruckerei wie die Nachteile des Direktdruckes beim Bedrucken von synthetischem Material vermeiden, da sie das Bedrukken von synthetischem Material erlauben. Andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden hiernach erwähnt

Das Tintenspritz- oder Tintenstrahldruckverfahren arbeitet ohne Druckform. Nach diesem Verfahren wird

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aus einem feinen Tintenstrahl, der aus einer kleinen Düse austritt, ein Tröpfchenstrom gebildet, der sich mit hoher Geschwindigkeit genau entlang einer Linie bewegt, und an der gewünschten Stelle eines sich vorschiebenden Aufzeichnungsträgers niederschlägt

Der Weg von der Vorlage bis zum Druck geht im wesentlichen über drei Stufen

1) Abtastung der Vorlage,

2) Elektronische Signalverarbeitung,

3) Kontrolle und Steuerung des Tintenstrahls bzw. der ' Tröpfchen zum Drucken.

Weil keine Druckformen benötigt werden und weil das Bild während der Übertragung einmal als elektrisches Signal vorliegt, ergeben sich einige Möglichkeiten des Drucks, die in den klassischen Verfahren nicht, oder nur mit viel größerem Aufwand zu erreichen sind.

Einige dieser Möglichkeiten sind z. B.:

— Drucken ungewöhnlich breiter Bahnen, z. B. bis zu 5 m oder sogar mehr,

— Musterung, d. h. Druck eines Motivs, das sich erst nach z. B. einigen Metern wiederholt,

— Übertragung des Bildsignals über beliebige Entfernungen,

— Gradationsänderung,

— Digitalisierung der Bildformation und Verarbeitung im Computer,

— Elektronische Rasterung,

— Dekodierung von elektronisch aufgezeichneten Bildern,

— Farbkorrektur durch Mischen von Farbauszugssignalen usw.

Die Tröpfchen können intermittierend, nur auf Verlangen eines Signals, durch ein Energiefeld (z. B. ein elektrisches Hochspannungsfeld) erzeugt werden, das auf den Meniskus einer im wesentlichen drucklosen Tintensäule, der an dem Kapillarende des Tintenkanals gebildet ist und sich nicht ablöst, einwirkt (Ausführungsform I). Es ist wichtig, daß die Tropfen in der richtigen Größe und in genau bestimmten Zeitintervallen aus der Düse austreten. Die Größe der Tropfen ist proportional zu der Tiefe, die an der zu bedruckenden Stelle gewünscht wird.

Die Tröpfchen können auch kontinuierlich unter der Einwirkung einer Anregungs- und Beschleunigungseinrichtung gebildet werden, die Druck oder Vibrationen auf einen, unter hohem Druck stehenden und aus einer sehr engen Düsenöffnung austretenden Tintenstrahl ausübt (Ausführungsform II). Solche Einrichtungen beruhen auf elektromagnetischen oder elektrostatischen Kräften oder auf Ultraschallwellen od. dgl., zum Beispiel magnetostriktive oder piezoelektrische Vorrichtungen.

Zur Anregung des Tintenstrahls kann ebenfalls Wechselstrom innerhalb der Tinte zur Erzeugung eines periodischen Drucks oder können elektrische Kräfte direkt auf der Oberfläche des homogenen Teiles des Strahls angewendet werden. 2s wird auf diese Weise ein kontinuierlicher Strahl von gleich großen und regelmäßig distanzierten Tintentröpfchen gebildet.

Die Ablenkung der auf diese Weise hergestellten Tropfen kann durch elektrische Kräfte vorgenommen werden, die auf positive oder negative Ladungen elektrisch isolierender Tropfen einwirken.

— Bei der Ausführungsform I wird, wenn ein starkes

elektrisches Feld verwendet wird, ein Strahl einzelner, schon geladener TropFen aus dem Meniskus herausgezogen und in einem elektrischen Feld beschleunigt Das Beschleunigungsfeld ist z. B. von einer rohrförmigen, die Düse unter Freilassung eines Abstandes umgebenden Elektrode erzeugt, wobei sie koaxial zu der Düse ausgerichtet ist

— Bei der Ausfühningsform II können aus der Düse herausspritzende Tröpfchen durch eine einer Steuerelektrode angelegten Signalspannung aufgeladen werden. Es können auch gewisse Tropfen auf Verlangen eines Steuersignals an ihrer zur Düsenöffnung in Abstand liegenden Bildungsstelle elektrisch aufgeladen werden, so daß der Tropfenstrom in einem etwa kegelförmigen Tropfennebel von sich abstoßenden Tröpfchen umgewandelt wird Die Tropfen des Sprühnebels werden durch gewisse Einrichtungen verhindert, den Aufzeichnungsträger zu erreichen, während sich der unbeeinflußte Tropfenstrahl ungehindert durch diese Einrichtungen auf dem Träger niederschlägt Die Ladung kann dem Tropfen z. B. durch einen Koronastrom oder durch eine, den Strahl umgebende Steuerelektrode gegeben werden. Um zu bewirken, daß jedes Tröpfchen, das sich bildet, auch von dem Steuersignal aufgedeckt wird, damit es von diesem z. B. durch einen Koronastrom »selektiv« aufgeladen werden kann (d. h. gemäß dem Ort des Trägers, auf dem ;s niederschlagen soll), kann es z. B. eine Lichtschranke durchgehen, die den Augenblick seiner Passage dem Aufladesystem anzeigt.

— Um ein Zusammenkleben der Tröpfchen zu vermeiden, kann man allen eine bestimmte Ladung zuführen, so daß eine Abstoßkraft zwischen ihnen auftritt, z. B. indem man die Spannung der Ladungselektrode zwischen 100 und 1000 V anstatt zwischen 0 und 1000 V variiert.

— Elektrisch geladene Tröpfchen können durch senkrecht zur Strahlachse gerichtete elektrische Felder (Gleichstromfelder) abgelenkt werden. Die Tintentropfen erhalten eine Ladung, die von der Amplitude des der Ladeelektrode zugeführten Signals abhängt und werden auch entsprechend dieser Ladung abgelenkt.

— Zur Ablenkung können z. B. gekreuzte Ablenkelektroden wie irgendeine andere Elektrodenanordnung oder eine den Strahl umgebende Steuerelektrode angewendet werden. Eine ringförmige, flüssigkeitsdurchlässige Ablenkelektrode, die an ihrer Innenseite elektrisch leitend ist, kann z. B. mit einem Ende nahe der Tröpfchenbildungsstelle angeordnet sein, wobei das andere Ende in der Nähe des Aufzeichnungsträgers liegt

— Die für den Druck nicht erforderlichen Tropfen werden einer Auffangsblende zugeführt. In einer Variante werden die für den Druck ungeladenen Tropfen nicht abgelenkt; alle übrigen Tropfen sind aufgeladen und werden in einen Fänger abgelenkt.

— Es sind andere Ablenksysteme als die elektronischen bekannt. Der Tintenstrahl kann auch durch magnetische Kräfte beeinflußt werden, wenn die Tinte magnetisch empfindliche Teilchen enthält Ferner können im Falle einer leitenden Tinte elektrodynamische Wirkungen zur Ablenkung ausgeübt werden. Eine mechanische Ablenkung kann auch erfolgen, indem man eine Blende so anbringt, daß nur noch achsennahe Tropfen durch die Blende auf den Aufzeichnungsträger gelangen.

— Die Steuerung des Tropfenslroms um die aufzudrukkenden Zeichen zu erhalten, erfolgt nicht nur durch das Ablenksystem, sondern auch durch eine Intensitätsmodulation. Diese Modulation kann auf Grund

z. B. eines Videosignals erfolgen, welches aus einem, elektronische Schriftzeichen liefernden Gerät abgegeben wird.

— Sie kann in der Ausführungsform I durch Modulation des den Strahl erzeugenden Feldes geschehen. Die Größe der Tropfen ist proportional zu dtr Tiefe, die an der zu bedruckenden Stelle gewünscht ist

— Eic kann auch im Falle eines kontinuierlichen Strahls erfolgen, indem nur gewisse Tropfen nach Ablenkung auf den Aufzeichnungsträger gelangen.

Es bestehen andere Möglichkeiten, um kontinuierliehe Strahlen zu modulieren, wie eine Änderung im Intervall zwischen zwei sich folgenden Tintentropfen, z. B. durch eine Ultraschallvorrichtung, wobei die Tropfen von dem Tintenfaden mit der Frequenz der Ultraschallquelle aufgespaltet werden. Es kann auch der Durchmesser des Tintenstrahls variiert werden, wenn er an die Aufladespannung gekoppelt ist.

Mit dem Tintenstrahlverfahren kann Mehrfarbendruck erzeugt werden, indem eine gewisse Anzahl von Tintenstrahlen per Farbe angebracht werden. Es sind Vorrichtungen bekannt, die ein mehrfarbiges Original abtasten, wobei die jedem Punkt des Originals entsprechenden Lichtstrahlen in die Elementarfarben aufgetrennt und diese getrennten Lichtstrahlen in elektrische Signale umgewandelt werden, so daß sie die Aufteilung jeder Elementarfarbe darstellen. Diese Signale steuern die Tintenstrahlen, so daß eine farbige Wiedergabe des Originals gedruckt wird. Mit dieser Vorrichtung kann ein Bild in einem einzigen Durchgang des Aufzeichnungsträgers gedruckt werden. Die Steuerelektrode der Reihe von Tintenstrahldruckköpfen kann durch eine vom Computer erzeugte elektrische Sprache gesteuert werden. Der Durchmesser der auf dem Aufzeichnungsträger landenden Tropfen sowie die Tintenstrahlgeschwindigkeit und die Frequenz der Tropfen sind im voraus bekannt. Man kann die Zahl der Druckpunkte über die Breite des Aufzeichnungsträgers entsprechend dem Mittelpunktabstand zwischen zwei benachbarten Tropfen bestimmen. Die Beziehung zwischen dem Tröpfchendurchmesser und dem Mittelpunktabstand ist so gewählt, daß der gesamte zu bedruckende Bereich überdeckt ist, vorzugsweise mit dem Mittelpunktabstand zwischen zwei benachbarten Tropfen kleiner als 200 μΐη, insbesondere zwischen 40 und 80 μπι. Mit jeder Druckdüse kann man eine gewisse Zahl Druckdüsen pro Meter Breite vorzusehen sind.

Wenn mehrere Düsen demselben abgetasteten Punkt des Originals entsprechen, kann eine Modulation in der Tiefe des erhaltenen farbigen Drucks durch eine gewisse Steuerung erfolgen. Es wird vorzugsweise ein Satz von konvergierenden Düsen angewendet.

Gewisse Einrichtungen können die elektrostatischen Abstoßkräfte zwischen den Tintenstrahlen von benachharten Düsen vermeiden, die nachteilige Drucke verursachen können; z. B. kann eine Elektrode zwischen jedem Satz von zwei benachbarten Düsen angebracht werden. Diese Elektroden werden einer Gleichspannung unterworfen, deren Wert unter der der Span- b5 nungsimpulsen, die an die Düsen angelegt sind, liegt. Man kann auch Impulse von zwei verschiedenen Polaritäten an zwei benachbarte Düsen anlegen. Daher können viele Tintenstrahlkopfe sehr nahe beieinander angeordnet werden.

Um zu vermeiden, daß für einen Mehrtintenstrahlbetrieb die Längen der Tintenfäden, die die Tropfen liefern, sich merklich durch unvorhersehbare Strahl-zuStrahl-Veränderungen der Anregungsamplitude verändern, können alle Tintenstrahlen durch eine einzige Anregungsvorrichtung erzeugt werden. Sie können z. B. durch einen Satz von Öffnungen, die sich Längs einer biegsamen Platte befinden, hindurchgedrückt und in Tropfen aufgespaltet werden, indem eine Reihe von Anregungsbiegewellen längs der Platte ausgebreitet werden. Diese Anregungseinrichtung kann auch mit dem Tintengefäß oder mit den verschiedenen Tintenzufuhrleitungen gekoppelt werden. Anstatt einer biegsamen Platte kann auch eine Platte mit einem piezoelektrischen Charakter durch eine Oszillationsquelle erregt werden; indem sie sich ausdehnt und zusammenzieht ruft sie ein Vibrieren der Düsen hervor, die mit jeder Öffnung der biegsamen Platte ausgerichtet sind. So zerfällt jeder Tintenstrahl in einzelne gleich große und gleich voneinander beabstandete Tröpfchen. Dieser Abstand kann ungefähr 0,01 mm betragen. Die Größe der Tropfen ist regulierbar durch die Größe der Anregung des piezoelektrischen Gerätes, das die Schalldose, die die Tinten auswirft, betätigt

D? fliegende Tintenpartikeln abgelenkt werden, lagern sie sich auf den Ablenkelektroden ab, so daß diese schmutzig werden, und ihre Ablenkcharakteristik nicht mehr aufrechterhalten können. Deswegen kann jede Ablenkelektrode z. B. mit einer oder mehreren Rillen versehen sein, in welche die abgelagerte Tinte unter Kapillarwirkung einsaugbar ist Solche Rillen können auch an der Düse angebracht sein, um die überflüssige Tinte, die sich bei Zerstörung des Meniskus ablagert (Ausführungsform I), aufzusaugen.

Die Düsenöffnung weist einen Durchmesser von ca. 0,1 mm (Ausführungsform I) oder von ca. 4 bis 60 μπι (Ausführungsform II) auf.

Außer einer oder mehrerer Düsen, die mit einem Tintenvorratsgefäß verbunden sind, welches bei der Ausführungsform II jeder Düse Tinte unter Druck liefert, und die im Vorgang erwähnten Anregungs-, Beschleunigungs-, Ablenkungs- und Modulationseinrichtutigen, können die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Tintenstrahlgeräte auch folgende Einrichtung aufweisen.

Bei der Ausführungsform I werden alle gebildeten Tröpfchen auf dem Träger niedergeschlagen; bei der Ausführungsform II ist dies nicht der Fall; die Tinte wird einer Auffangsvorrichtung zugeführt hierauf gefiltert und dem Drucksystem wieder zurückgeleitet

Das Gerät kann auch eine Einrichtung zur Entfernung von in der Tinte mitgeführter Luft aufweisen, damit die Strömung des Tintenstrahls nicht unterbrochen wird und um Unregelmäßigkeiten im Druck sowie das Eindringen von Luft in den Tintenkanal bei der Wiederbenutzung des Gerätes oder das Zurücksaugen der Tinte von der Düse zu vermeiden.

Ein Synchronisierungssystem bewirkt ferner, daß der Aufzeichnungsträger sich entsprechend dem Steuersignal, das die Tropfenbildung oder -ladung befördert, vorschiebt

Gut brauchbare Spritzdüsen sind beschrieben im britischen Patent 13 15 763, aber die Erfindung ist nicht beschränkt auf deren Verwendung.

Alle diese Varianten des Tintenstrahldruckverfahrens eignen sich zum Drucken der Träger der vorliegenden

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Erfindung. Die Tinten, die verwendet werden, weisen folgende Zusammensetzung auf: Sie müssen Farbstoffe und/oder Aufheller enthalten, die unterhalb 300⁰C, vor allem unter 225° C verdampfen. Ferner müssen die Tinten folgende Forderungen erfüllen:

— hohe Betriebsbereitschaft, d. h, die Tinten müssen eine gewisse Viskosität besitzen und dürfen auch bei langen Stillstandzeiten in den Düsenöffnungen nicht eintrocknen, und die Tinten müssen an den Düsenöffnungen arm an Festpartikeln sein, so daß eine Verstopfung nicht eintreten kann;

— gegebenenfalls gute Aufladbarkeit der Tropfen haben und vorzugsweise

— eine Oberflächenspannung, die von derjenigen des Wassers (72dyncm-·) nicht oder nur wenig abweicht, besitzen.

Die gewünschte hohe Betriebsbereitschaft erfordert bei wäßrigen Tinten den Zusatz von Feuchthaltemitteln, die das Eintrocknen der Tinte in den Düsen und Zuleitungen verhindern sollen. Außer Glyzerin werden im wesentlichen aliphatische Polyole und deren Alkyläther und Mischungen davon benutzt Diese Feuchthaltezusätze sollen nach Möglichkeit die Viskosität der Tinten nicht oder nur unwesentlich erhöhen, da sonst der Tintendurchsatz und damit die Tropfenzahl vermindert wird. Die Frage der Viskosität ist noch wichtiger, da im allgemeinen die Tinte in den Druckbetrieb zurückgeleitet wird, so daß sie fortlaufend einem Wasser- oder Lösungsmittelverlust durch Verdunsten unterliegt, wodurch die Viskosität weiter ansteigt. So dient auch das Feuchthaltemittel zur Einstellung der Viskosität Die Tinte kann einen Anteil an Feuchthaltemittel bis 30 Gew.-% betragen.

Es ist bekannt, daß Glyzerin eine hohe Viskosität besitzt (in der Größenordnung von 90OcP), es kann daher nicht allein als Feuchthaltemittel in ausreichender Menge angewandt werden, um das unerwünschte Eintrocknen in den Düsen und Zuleitungen der Tinte ohne nennenswerte Erhöhung der Tintenviskosität bis zu einem solchen Ausmaß, indem die Tinte nicht mehr durch die Düsen des Druckwerkes in der benötigten Weise ausströmen kann, zu vermeiden.

Die Erfindung bringt nun auch neue und verbesserte Tinten für Strahldruckwerke, die obige Nachteile nicht aufweisen. Infolgedessen betrifft sie ebenfalls Strahldrucktinten zur Anwendung in diesem Strahldruckverfahren.

In dem erfindungsgemäßen Strahldruckverfahren können Wasser enthaltende Tinten verwendet werden, die verdampfbare Farbstoffe enthalten. Bevorzugt werden die klassischen handelsüblichen Transferdruckfarbstoffe (siehe französische-Patente 12 23 330 und 22 62 601 z. B.).

Gute Ergebnisse werden mit Tinten erhalten, die einen spezifischen Widerstand zwischen 50 und 500 Ω cm aufweisen.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit auch Strahldrucktinten zur Anwendung im Strahldruckverfahren, weiche in einer bevorzugten Ausführungsform wäßrige Suspensionen von wasserunlöslichen, unterhalb 300⁰C, vorzugsweise unterhalb 240⁰Q verdampfbaren Farbstoffen darstellen; die vorliegenden Tinten weisen eine Viskosität kleiner als 10 cP und eine Oberflächenspannung größer als 40, vorzugsweise größer als 50 dyn cm-' auf. Mit Vorteil enthalten diese Tinten noch ein Feuchthaltemittel und gegebenenfalls kleine Mengen eines Bindemittels.

Als wasserunlösliche Farbstoffe können die Tinten sowohl kationische als auch vorzugsweise Dispersionsfarbstoffe enthalten, die unterhalb 300⁰C entweder durch Sieden oder durch Sublimation in die Dampfform übergehen. Mit Vorteil enthalten die Tinten Farbstoffe, die bereits unterhalb 240° C, z. B. zwischen 140 -200° C, verdampfen. Farbstoffe dieser Art sind bekannt Sie können aus verschiedenen Klassen stammen, wie z. B. Azo-, vor allem Monoazofarbstoffe, Monoanthrachinone, Styrylfarbstoffe, Perinonfarbstoffe, Di- und Tryphenyl-methan-, Oxazin-, Thiazin-Farbstoffe sowie indigoide Farbstoffe, wie z. B. das Thioindigo. Mit Vorteil verwendet man Farbstoffe, die frei von Sulfonsäure- und Sulfonsäure-amidgruppen sind. Brauchbare Farbstoffe sind z. B.: O-(p'-Acetaminophenylazo)-p-kresol, O-(p'-Ch!oracetarninophcny!-azo)-p-krcsol, 3-Mcthy!-4-(o-nitro-p-methylphenylazo)-5-pyrazolone, o-Chlorobenzthiazolylazo-p-chlorophenol, die Farbstoffe der Formel

N = N-C C-CO-NHC₁H₂..,

worin — R entweder -CH₃, -OCH₃ oder ein Chloratom ist, worin m, π und ρ 1,2 oder 3 bedeuten,

p-Phenylazo-N, N-dimethyl oder -diäthylanilin,

1 ^-Dimethylaminoanthrachinon,

1,4-Diamino-anthrachinon,

1,4- Diamino-23-dichloranthrachinon,

l-Methylamino-4-phenylamino-anthrachinon,

1 - Amino-2-cyan-4-äthyl- oder

-4-phenylaminoanthrachinon,

l-Amino-2-phenoxy-4-hydroxy-anthrachinon,

1 -Amino-2-(/?-hydroxy- oder

0-methoxyäthoxy)-4-hydroxyanthrachinonoder

l-Amino^-methylphenoxy^-hydroxy-anthrachinon, S'-Hydroxychinophthalon, 1,4- und

!,S-Diisopropylamino-anthrachinon,

1 -Amino-4-hydroxyanthrachinon,

1 -Amino-2-chlor- oder

brom-4-hydroxyanthrachinon,

ferner Trifluormethylgruppen enthaltende Monoazofarbstoffe und die Farbstoffe der Formel

CN

R-N-C=C

CN

worin R einen Alkyl- oder Arylrest bedeutet Mit Vorteil verwendet man Farbstoffdispersionen, deren mittlere Teilchengröße unterhalb 5 um, vorzugsweise 2 um, liegt Die für die Herstellung von Umdnickträgern verwendbaren sublimierbaren Farbstoffe sind im allgemeinen nicht oder mir schwer in Wasser löslich. Sie

können deswegen in einer wäßrigen Tinte nicht gelöst werden, sondern müssen z. B. in einem wäßrig-organischen Medium sehr fein dispergiert werden. Da sie ferner keine Feststoffteilchen mit einem größeren Durchmesser als ΙΟμπι, vorzugsweise 2μΓη, enthalten dürfen, ist die Zusammensetzung der für das vorliegende Verfahren verwendbaren Tinten mit demjenigen der vorbekannten Tinten völlig verschieden.

Die Tinten müssen auf einen pH eingestellt sein, der eine Langzeitausfällung der Tintenfarbstoffe verhindert. Es können im Spritzsystem Teilchenfilter angebracht werden, die Farbstoffpartikeln (Stäube) zurückhalten. Im allgemeinen werden dazu Glas- und Keramikfritten geeigneter Porengröße benutzt Im Prinzip können auch Sintermetallfilter benutzt werden, jedoch ist dabei zu bedenken, daß infolge von elektrischen Potentialabfällen über die Tinte und tintenführenden Teile eiektroiytische Prozesse ablaufen können, welche zu Verunreinigungen der Tinte und zur Korrosion von Metallteilen führen. Deshalb kann man zwischen der Bezugselektrode und der Tinte ein Teilchenfilter anbringen und das übrige System aus elektrolyseinertem Material herstellen.

Alle diese Tinten lassen sich nach dem beschriebenen Verfahren sowohl auf beschichtetem wie auf geleimtem Papier verwenden.

Zur Einstellung der gewünschten Viskosität der Tinten verwendet man die üblichen Binder und Verdicker wie Polyvinylalkohol, Hydroxyäthylcellulose, Carboxymethylcellulose, Dextrin, Traganth und dergleichen für wäßrige Tinten, während für alkoholische Tinten Cellulose- oder Stärkederivate wie Celluloseester odei -äther verwendet werden können. Als Beispiele seien vor allem Methylcellulose, Celluloseacetopropionat, Hydroxypropylcellulose, Äthylcellulose und dergleichen erwähnt

Es versteht sich von selbst, daß die Tinten ebenfalls Verteilungsmittel enthalten können.

Man kann wäßrige oder wäßrig-organische Tinten verwenden, die als flüssiges Mittel nur Wasser oder organische, Wasser enthaltende Lösungsmittel wie Äthyl- oder Isopropylalkohol enthalten. In gewissen Ausführungsformen ist es zweckmäßig, daß sie weniger als 20% Wasser enthalten. Tinten, die als Lösungsmittel Monoäthanolamin, Dimethylaminoäthanolamin, Dioxan, Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid und Mischungen dieser Lösungsmittel enthalten, können auch benützt werden.

Es ist manchmal wünschenswert, daß die Tinte ein I-R-absorbierendes Mittel enthält, vorzugsweise von 1 bis 10 Gew.-% der Tinte. Sie kann auch ein bakteriostatisches Konservierungsmittel (bis etwa 1%) und ein lösendes Mittel (bis etwa 10%), das die Löslichkeit des Farbstoffes erhöht, enthalten, da sie ziemlich lang gelagert werden kann.

Die Menge an wasserunlöslichem Farbstoff in der Tinte ist nicht kritisch und sollte jedenfalls ausreichen, um ein Druckerzeugnis der gewünschten Farbintensität zu erhalten. Dazu eignen sich Farbstoffmengen zwischen OJS bis 15 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Tinte, vorzugsweise 1 bis 10 Gcw.-%.

Die Farbstoffdispersionen enthalten wenig schaumbildende Dispergatoren, die die Oberfitchenspannung des Wassers nur leicht verändern. Solche Dispergatoren sind bekannt und auf dem Markt erhältlich. Als solche kann man z. B. Natriumsalze von Polycarbonsiure und Natriumsulfonate von Naphthalin-Formaldehydkondensationsprodukten erwähnen. Beim Einsatz von diesen Dispergiermitteln wird die Oberflächenspannung nur wenig beeinflußt. Eine lprozentige Lösung von Natriumsulfonaten von Naphthalin-Formaldehydkondensationsprodukten weist eine Oberflächenspannung von /Odyn-cm-' und eine 5prozentige von 66dyn-cm-'auf.

Bei Verwendung dieser Dispergatoren wird die Viskosität wäßriger Dispersionen erniedrigt, wodurch ein höherer Festkörpergehalt bei gleichbleibender

ι ο Viskosität ermöglicht wird.

Mit Vorteil enthalten die erfindungsgemäßen Tinten noch als Feuchthaltemittel Glykole, deren Gemische und Monoalkyläther, Alkoxytriglykole, Polyole, deren Alkyläther und Gemische solcher mehrwertiger Alkohole. Selbstverständlich verwendet man mit Vorteil diejenigen Gemische und Verbindungen, welche die Viskosität der Tinte wenig verändern, wie Polyäthylenglykol und Polypropylenglykol, Propylenglykol, niedere Alkylester von Äthylglykol oder Diäthylenglykolmethyl- oder -äthylester, bevorzugt sind die Polyäthylenglykole mit einem mittleren Molekulargewicht bis etwa 600 oder ein Polypropylenglykol mit einem mittleren Molekulargewicht bis etwa 425.

Die Gesamtmenge des Feuchthaltegemisches in der Tinte nach der Erfindung kann innerhalb weiter Grenzen variieren und wird bestimmt durch die Anforderungen an die Viskosität der Tinte, welche in einem Bereich von etwa 1 bis 10 cP bei 25° C, vorzugsweise 1 bis 5 cP, liegen soll.

Wie allgemein bekannt, hängt die Menge des Feuchthaltesystems in gewissem Umfang von dem mittleren Molekulargewicht der einzelnen Komponenten ab. Im allgemeinen wird in der erfindungsgemäßen Tinte ein Anteil von 5 bis 40 Gew.-% der ganzen Masse, vorzugsweise 7 bis 20Gew.-% Feuchthaltesystem eingehalten.

Die erfindungsgemäßen Tinten können gewünschtenfalls auch eine Base, vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Tinte, enthalten, z. B.

ίο wenn basische Farbstoffe verwendet werden oder um sie mit einem basischen Harz verträglich zu machen. Es handelt sich z. B. um Alkalihydroxide, Ammoniumhydroxid, Piperidin oder Morpholin, um den pH-Wert der Tinte bei über etwa 9, vorzugsweise über 10, zu halten.

Es wurde festgestellt, daß die Lauge in der erfindungsgemäßen Tinte deren Einbringung in ein harzartiges System, wie modifiziertes Styrol-Maleinsäureanhydridharz, gestattet
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen

so Tinte enthält diese zusätzlich ein Lösungsmittel, das die wasserunlöslichen Farbstoffe in dem wäßrigen Trägersystem teilweise in Lösung hält Bevorzugtes solubilisierendes Mittel ist N-Methyl-2-pyrrolidon, man kann jedoch auch andere äquivalent wirksame Substanzen,

z. B. 0,/3-Dihydroxyäthylsulfid, N-Vinyl-pyrrolidon, substituiertes Pyrrolidon, 4-Methoxy-4-methylpentanon-2 und Tetrahydrofurfurylalkohol anwenden.

Die Menge an solubilisierendem oder lösendem Mittel ist nicht kritisch und hängt in gewissem Ausmaß

von der vorliegenden Menge Farbstoff und zu einem geringeren Ausmaß von der Art des Farbstoffs ab. Im allgemeinen wird dieses Mittel in Mengen bis etwa 5 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,6 und 4 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse, angewandt

Die erfindungsgemäßen Tinten werden durch sorgfältiges Mischen der gründlich gemahlenen Farbstoffe mit den übrigen Bestandteilen hergestellt Ein Filtrieren aller dieser Ausgangsprodukte nach dem Mischen ist

wünschenswert, um gröbere Teilchen mit einem Durchmesser über 10 μπι, vorzugsweise über 1—2 μπι, zu entfernen.

Die folgenden Beispiele dienen nur zur Illustration der Erfindung; wenn nichts anderes angegeben wird, bedeuten die Teile Gewichtsteile.

Beispiel 1

Um einen Umdruckträger zu drucken wird die im US-Patent 21 43 376 beschriebene Anordnung verwendet. Sie weist eine Reihe von Düsen auf, die bis zur Düsenöffnung mit der Tinte gefüllt sind und deren Niveau stets in dieser Lage gehalten wird. In geringem Abstand von der Düsenöffnung befindet sich der Aufzeichnungsträger und dahinter, gegenüber der Düsenöffnung, jeweils eine zugeordnete Spitzen-Elektrode, auf die das elektrische Signal gelegt wird. Die Tinte tritt bei angelegtem Signal aus der Düse aus und wird auf dem Aufzeichnungsträger abgeschieden.

Die Ablenkbarkeit der geladenen Tröpfchen in elektrischen Feldern wird ausgenutzt, um die Tröpfchen auf bestimmten Stellen des Aufzeichnungsträgers zu positionieren.

Wie in der im US-Patent 30 60 429 beschriebenen Ausführungsform steht die Tinte in einem relativ dicken Kapillarrohr, das einen Durchmesser von 300 μπι aufweist, unter so geringem Druck, daß sie am Kapillarende nur einen konvexen Meniskus bildet, sich aber nicht ablöst Mit einigen Kilowatt Hochspannung zwischen dem Kapillarende und der Gegenelektrode wird ein Strahl einzelner geladener Tropfen aus dem Meniskus herausgezogen und im Feld beschleunigt Die Tropfendurchmesser sind dabei wesentlich kleiner (etwa eine Größenordnung) als der Düsendurchmesser. Hinter der Ladeelektrode befinden sich zwei gekreuzte Ablenkplattenpaare, in denen die Tropfen je nach anliegendem Feld in zwei Koordinaten abgelenkt werdea Die Modulation erfolgt sowohl durch die zeitlich gesteuerte Erzeugung der Tropfen durch die Ladeelektrode als auch durch die geometrische Plazierung des Tropfens durch die Ablenkplattenpaare.

Bei diesem Verfahren muß keine überschüssige Tinte entfernt werden, da nur die Tropfen erzeugt werden, die auch benötigt werden. In diesem Sinne arbeitet das Verfahren rationelL

Es wird dabei ein Satz von konvergierenden Düsen sowie die folgende blaue Tinte verwendet:

Äthylalkohol	140,0 Teile
Destilliertes H₂O	20,0 Teile
HOCH₂CH₂OC₂H₅	20,0 Teile
Polyvinylpyrrolidon	4,5 Teile
Phenol	0,5 Teile
Äthylcellulosepräparat
enthaltend 85% des
l-Amino^-cyan-^äthylainino-
anthrachinons	12,0TeUe

Die Ausgangsprodukte werden alle gefiltert unter Ausscheidung der Feststoffe mit einem Durchmesser über 10 um. Der Träger kann sowohl beschichtet als geleimt sein.

Beispiel 2

Um einen Mehrfarbendruck zu erhalten, wird das im US-Patent 33 73437 beschriebene Tintenstrahlgerät benutzt

Die Aufladbarkeit des Strahles wird allein zur Modulation der Bildinformation benutzt. Grundsätzlich wird jeder geschlossene Flüssigkeitsstrahl, der aus einer Düse in einen Gasraum austritt, durch die Oberflächenreibung mit der Gasphase instabil. Der Strahl zerfällt nach einer gewissen Laufzeit in einzelne Tropfen. Man benutzt eine Tinte, die einen schwachen Elektrolyten enthält mit einem Widerstand von höchstens 500 Ω cm und mindestens 50 Ω cm, vorzugsweise 100—150 Ω cm,

ίο und bringt in einiger Entfernung von der Düse eine Ringelektrode an und legt zwischen Elektrolyt und Elektrode eine Spannung an. So werden am Strahlende Ladungen influenziert. Jeder abreißende Tropfen übernimmt diese Ladungen. Er ist also echt geladen, und seine Steuerbarkeit wird charakterisiert durch das Ladungs/Masse-Verhältnis (q/m) und der Geschwindigkeit völlig analog zur Kinetik von Elektronenstrahlen.

Die Ladung q des Tropfens läßt sich abschätzen; sie ist näherungsweise proportional zur Steuerspannung V und zur Kapazität C zwischen der Gegenelektrode und dem sich bildenden Tropfen: q=CV. Für einen Strahl von 10μηι Durchmesser, eine Gegenelektrode z.B. in Form eines Zylinders von 3 mm Durchmesser und eine angelegte Spannung von 500 V ergibt sich die Ladung zu 10⁶ Elementarladungen. Bei einer Tropfenfrequenz von 10⁶ZSeIc ergibt sich ein Strom von ca. 150A. Das Ladungs/Masse-Verhältnis ergibt sich bei den erwähnten Voraussetzungen in 10-⁴ A/Sele/g und liegt somit um 10¹² niedriger als für Elektronen. Jedoch sind auch die Strahlengeschwindigkeiten mit ca. 10 m/Sek. um 10⁶ geringer als bei Elektronen.

Man verwendet hier ein Multisystem mit hoher Packungsdichte von 4—6 Düsen pro Millimeter. Die Aufladbarkeit des Strahles wird allein zur Modulation der Bildinformation benutzt; nur die ungeladenen Tropfen gelangen auf den Aufzeichnungsträger, und alle geladenen Tropfen werden so weit abgelenkt, daß sie zu einem Auffänger gelangen, von dem die Tinte abgesaugt wird. Moduliert wird also die Ladeelektrode und damit die Tropfenladung. Der Ablenkkondensator hat ein konstantes Feld. Die Tröpfchen werden bei ihrer Entstehung im elektrischen Feld zwischen Ladeelektrode und Düse durch Influenz der Tinte geladen. Nach dem Abreißen der Tropfen kann ihre Ladung nicht mehr verändert werden. Daher muß der Abreißprozeß sorgfältig synchronisiert werden. Die dafür erforderliche sehr komplexe Phasenkontrolleinrichtung wird eingespart, indem die Tropfen mit Hilfe eines Ionenstroms nach dem Abreißen im

so Rhythmus der zugeführten Information aufgeladen werden. Man erhält sehr gute Druckergebnisse, wenn nach dem Aufbrechen des Strahls die Tropfen zunächst eine Lichtschranke passieren, die den Augenblick der jeweiligen Tropfenpassage anzeigt Die Aufladung wird durch einen quer zur Flugbahn gerichteten Coronastrom gesteuert

Es werden dabei die drei folgenden blauen, roten und gelben Tinten benutzt:

a) Blaue Tinte:

Äthylalkohol 150,0 Teile H2O(dest) 20,0 Teile Athylenglycolmonomethyläther 15,0TeUe

Phenol 0,5 Teile 1,4-Düsopropylaminoanthrachinon

(in Form eines 85%igen Präparates) 14,5 Teile und genügend Äthanolamin, um den pH-Wert der Tmte auf 8,0 zu bringen.

b) Gelbe Tinte:	150,0 Teile
Äthylalkohol	20,0 Teile
Destilliertes H₂O	20,0 Teile
HOCH₂CH₂OC₂H₅	4,5 Teile
Polyvinylpyrrolidon
ß'-Hydroxychinophthalon
(in Form eines 9O°/oigen	10,0 Teile
Athylcellulosepräparates)

c) Rote Tinte:

wie b), aber mit dem roten Farbstoff 1-Amino-2-phenoxy-4-hydroxyanthrachinon statt des Hydroxychinonphthalons.

Die Ausgangsprodukte werden alle filtriert unter Ausscheidung der Festpartikeln mit einem Durchmesser über 2 μπι.

Beispiel 3

10 Teile des blauen Farbstoffes l-Amino-2-cyan-4-äthylaminoanthrachinon werden mit 2 Teilen der Natriumsulfonate von Naphthalin-Formaldehydkondensationsprodukten, 90 Teilen H₂O und 150 Volumenteiien Ottawa-Sand während 16 Stunden bei 2000 t/Min, dispergiert. Die Dispersion wird mit Ammoniak leicht alkalisch gehalten (pH 8—9). Dann werden 10 Teile Polyäthylenglykol 200 und 10 Teile Triäthylenglykoldimethyläther (Methoxytriglykol) zugegeben. Mit Wasser wird auf 200 Teile verdünnt, um eine 5%ige Farbstoffdispersion zu erhalten. Die Dispersion wird filtriert (Vakuum), um sie von Sand und gröberen Feststoffen (2 μΐη) zu trennen.

Die Tinte hat somit folgende Zusammensetzung:

84% H₂O

5% Polyäthylenglykol
5% Methoxytriglykol
5% Farbstoff

1% Natriumsulfonate von Naphthalin-Formaldehydkondensationsprodukten

Die Viskosität liegt unter 10 cP und die Oberflächenspannung beträgt 61 dyn · cm -'.

Beispiel 4

In oben angegebener Weise wurde eine Tinte folgender Zusammensetzung hergestellt:

84% H₂O

5% Poiyäthyienglykol
5% Methoxytriglykol

5% 1 - Amino^-phenoxy^-hydroxyanthrachinon 1% Natriumsulfonate von Naphthalin-Formaldehydkondensationsprodukten

Beispiel 5

In gleicher Weise wie im Beispiel 3 wurde eine Tinte folgender Zusammensetzung hergestellt:

84% H₂O

5% Polyäthylenglykol 200
5% Methoxytriglykol
5% Hydroxychinophthalon
1% Natriumsulfonate von Naphthalin-Formaldehydkondensationsprodukten

Claims

Patentansprüche:

1. Transferdruckträger mit einer Bedruckung aus unterhalb 300⁰C verdampfbaren, insbesondere sublimierbaren Dispersionsfarbstoffen und/oder -aufhellern, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedruckung nach dem Tintenstrahldruckverfahren mit elektrisch aufladbaren Tintentropfen, die Dispersionsfarbstoffe und/oder -aufheller enthalten, erstellt ist

2. Transferdruckträger nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedruckung neben den Dispersionsfarbstoffen und/oder -aufhellern ein Bindemittel enthält, das in organischen Lösungsmitteln löslich ist

3. Transferdruckträger nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunktabstand zwischen zwei benachbarten Tropfen weniger als 200 μπι beträgt

4. Transferdruckträger nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunktabstand zwischen zwei benachbarten Tropfen zwischen 40 und 80 μτη beträgt

5. Verfahren zur Herstellung von Transferdruckträgern, insbesondere Transferdruckpapieren mit einer Bedruckung mit unterhalb 300⁰C verdampfbaren, insbesondere sublimierbaren Dispersionsfarbstoffen und/oder -aufhellern, dadurch gekennzeichnet, daß man die Träger nach dem Tintenstrahldruckverfahren mit Hilfe von Tinten bedruckt, die Dispersionsfarbstoffe und/oder -aufheller enthalten.

6. Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Dispersionsfarbstoffe Monoazo- und/oder Monoanthrachinonfarbstoffe verwendet

7. Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Tinte Farbstoffdispersionen verwendet, die Festpartikeln mit einem Durchmesser unter 10 μπι aufweisen.

8. Verfahren nach Patentanspruch ä, dadurch gekennzeichnet, daß man als Tinte Farbstoffdispersionen verwendet, die Festpartikeln mit einem Durchmesser unter 2 μπι aufweisen.

9. Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man mit wäßrig-organischen Tinten druckt, die weniger als 20% Wasser enthalten.

10. Transferdrucktinten für das Tintenstrahldrukken, die einen in der Tinte dispergieren Farbstoff, der unter atmosphärischem Druck oberhalb 100⁰C und unterhalb 300° C in die Dampf form übergeht, enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen spezifischen Widerstand zwischen 50 und 500 Ω cm, einen pH-Wert unterhalb 6,0 oder oberhalb 8,0, eine Viskosität unter oder gleich 10 cP, insbesondere zwischen 1 und 10 cP bei 25° C, und eine Oberflächenspannung über 40, vorzugsweise über 50 dyn · cm -' aufweisen.

U. Transferdrucktinten nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie Testpartikeln mit einem Durchmesser unter 2 μπι aufweisen.

12. Transferdrucktinten nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf wäßrig-organischer Basis zusammengesetzt sind und bis zu 20% Wasser enthalten.

13. Transferdrucktinten nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Form einer wäßrigen Suspension von 0,5 bis 15Gew.-% wasserunlösliche, verdampfbare Dispersionsfarbstoffe enthalten.

14. Transferdrucktinten nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß sie Monoanthrachi non- oder Monoazodispersionsfarbstoffe enthalten.

15. Transferdrucktinten nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Polyäthylenglykol oder Methoxy- und/oder Äthoxytriglykol enthal- ten.

16. Transferdrucktinten nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Base in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-% enthalten ist

17. Transferdrucktinten nach Patentanspruch 10, is dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein Dispersionsmittel in einer Menge bis zu 5 Gew.-% enthalten.

18. Transferdrucktinten nach Patentanspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Dispersionsmit tel N-Methyl-2-pyrrolidon enthalten.

19. Transferdrucktinten nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Farbstoffe l-Amino-2-cyan-4-äthyl- oder -phenylaminoanthrachinon, l-Amino-2-phenoxy- oder ^-chloM-hydro- xyanthrachinon, 1,4-Diisopropylaminoanthrachinon, Hydroxychinophthalon oder Trifluormethylgruppen enthaltende Monoazofarbstoffe enthalten.