DE3239864A1

DE3239864A1 - Coating for a recording device for recording non-absorbing recording media

Info

Publication number: DE3239864A1
Application number: DE19823239864
Authority: DE
Inventors: Alexander Ing.(grad.) 8000 München Großmann; Johanna v. Dipl.-Chem. Dr.rer.nat. 8025 Unterhaching Unterrichter-Worthmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-10-27
Filing date: 1982-10-27
Publication date: 1984-05-03

Abstract

The invention relates to coatings which are especially suited to working with a Siemens ink recorder operating by the reduced pressure process, to be precise for recording on non-absorbing substrates (plastic materials, glass, ceramic, metal). The coating is composed of a binder, a colorant, a solvent or solvent mixture, consisting of alcohols, glycols, glycol ethers, glycol ether acetates, water and aromatic or aliphatic hydrocarbons. A surface tension of about 28-50 mN/m at 20 DEG C and a viscosity of about 12-30 mPa.s at 20 DEG C must be maintained for the coating.

Description

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SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 82 P 1 9 6 5 DESIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Our mark Berlin and Munich VPA 82 P 1 9 6 5 DE

Lack für eine Schreibeinrichtung zur Beschriftung von nichtsaugenden Aufzeichnungsträgern. Varnish for a writing device for writing on non-absorbent recording media.

Die Erfindung betrifft einen Lack für eine Schreibeinrichtung, bei der die Schreibflüssigkeit aus einem vom Aufzeichnungsträger abgehobenen Schreibkopf durch Druck in Richtung auf einen nichtsaugenden Aufzeichnungsträger abgegeben wird und bei dem in der Ausstoßkammer Unterdruck entsteht.The invention relates to a lacquer for a writing device, in which the writing fluid from one of the Recording medium lifted write head by pressure in the direction of a non-absorbent recording medium is released and in which negative pressure is created in the discharge chamber.

Von den sogenannten berührungslosen Druckverfahren hat ein Verfahren an Bedeutung gewonnen, das im wesentlichen darauf beruht, daß die Schreibflüssigkeit tröpfchenförmig aus einer oder aus mehreren Düsen eines vom Aufzeichnungsträger abgehobenen Schreibkopfes gegen einen normalerweise bewegten Aufzeichnungsträger gespritzt wird und dort ein rasterförmiges Zeichen bildet. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der Siemens-Zeitschrift, Heft 4, April 1977, Seiten 219 bis 221 beschrieben. In einem Schreibwerk sind dabei eine Reihe von Düsen in einer Matrixform angeordnet. Jede dieser Düsen kann durch einen piezoelektrischen Wandler getrennt angesteuert werden.One of the so-called non-contact printing processes has gained in importance that essentially is based on the fact that the writing fluid is droplet-shaped from one or more nozzles of a write head lifted from the recording medium against a normally moving recording medium is sprayed and there forms a grid-shaped character. Such a procedure is described for example in the Siemens magazine, No. 4, April 1977, pages 219-221. In a writing unit is a row of nozzles arranged in a matrix form. Any of these nozzles can controlled separately by a piezoelectric transducer.

Alle Beschriftungen auf nichtsaugenden Aufzeichnungsträgern werden bisher auf herkömmliche Weise mit anderen Verfahren durchgeführt (z. B. Stempeln, Ätzen, Sieb-' drucken). So werden Kabel z. B. heiß geprägt, Bauteile mit berührenden Druckverfahren, wie z. B. Tampoprint oder Flexodruck beschriftet, Metall teilweise graviert. Lichtleitfasern lassen sich bisher überhaupt nicht Ringbedrucken. All inscriptions on non-absorbent recording media have so far been carried out in a conventional manner with others Process carried out (e.g. stamping, etching, screen printing). So cables z. B. hot stamped, components with contact printing processes, such as B. labeled tampoprint or flexographic printing, metal partially engraved. Up to now, optical fibers cannot be ring-printed at all.

Wed 1 Plr/13.5.1982Wed 1 Plr / May 13, 1982

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lack zu entwickeln, der eine berührungslose Beschriftung von nichtsaugenden Untergründen, z. B. Kunststoffmaterialien, Glas, Keramik, Metalle, ermöglicht. Außerdem muß die chemische Zusammensetzung des Lackes so sein, daß Behälter und Materialien des Schreibkopfes (z. B. Epoxid-Gießharz, vernickelte Teile) nicht angegriffen werden. Für die verschiedenen zu beschriftenden Materialien muß der Lack ferner jeweils darauf abgestimmte Zusammensetzung und Eigenschaften haben (Spannungsrisse, Haftung, Trocknung).The invention is based on the object of a paint develop a contactless lettering of non-absorbent surfaces, e.g. B. plastic materials, Glass, ceramics, metals, made possible. In addition, the chemical composition of the paint must be such that the container and materials of the write head (e.g. epoxy casting resin, nickel-plated parts) are not attacked. For the The varnish must be used for different materials to be labeled furthermore have the composition and properties matched to this (stress cracks, adhesion, drying).

Um ein Eintrocknen des Lacks im Kopf zu verhindern müssen Lösemittel mit hoher Verdunstungszahl verwendet werden; die Trocknung der Beschriftung muß dann über Wärme oder eine andere Trocknungsmethode erfolgen. Soll die Beschriftung aber bei Raumtemperaturen trocknen, müssen die Lacke leichter flüchtig formuliert werden. In diesem Fall wird ein Verschluß vor der Düsenplatte angebracht, der ein Eintrocknen des Lacks im Schreiber verhindert.To prevent the paint from drying out in the head, solvents with a high evaporation rate must be used; the The lettering must then be dried using heat or another drying method. Should the lettering but drying at room temperature, the paints need to be formulated more volatile. In this case a Closure attached in front of the nozzle plate, which prevents the paint in the pen from drying out.

Diese Aufgabe wird mit einer eingangs definierten Schreibeinrichtung dadurch gelöst, daß ein in einem ersten Lösemittel gelöster Bindekörper, ein Farbmittel und ein zweites Lösemittel -oder Lösemittelgemisch bestehend aus Alkoholen, Glykolen, Glykolethern, Glykoletheracetaten, Wasser, aromatischen und/oder aliphatischen Kohlenwasserstoffen vorhanden ist, mit dem man die Werte für die erforderliche Viskosität und Oberflächenspannung einstellt.This task is accomplished with a writing device defined at the beginning solved in that a dissolved in a first solvent binding body, a colorant and a second solvent or solvent mixture consisting of Alcohols, glycols, glycol ethers, glycol ether acetates, water, aromatic and / or aliphatic hydrocarbons is available, with which the values for the required viscosity and surface tension can be set.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß damit geeignete Lacke mit speziellen physikalischen (Oberflächenspannung, Viskosität) und chemischen (Haftung, Trocknung) Eigenschaften zur Beschriftung von nichtsaugenden Untergründen erzielt werden. Mit diesem Lack können auch Bauteile mit nicht ebenen Oberflächen beschriftet werden, z. B. Blisterverpackungen. Außerdem sind damit auch Kabel, Röhren und Schläuche geringen Durchmessers einwandfrei zu beschriften. The main advantage of the invention is that suitable paints with special physical (surface tension, Viscosity) and chemical (adhesion, drying) properties for writing on non-absorbent surfaces be achieved. This lacquer can also be used to label components with non-flat surfaces, e.g. B. Blister packs. In addition, cables, tubes and hoses with small diameters can also be properly labeled.

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Der Lack nach der Erfindung löst so gegensätzliche Probleme wie die Haftung auf unterschiedlichen Kunststoffen, Metall und Keramik und die störungsfreie Verarbeitung in einem Kunststoffschreibkopf (Epoxid) und -Behälter (PE), bei der Schreibkopf und Behälter nicht angequollen oder angelöst werden. Mit diesem Lack,wird die 'Einführung des sogenannten Unterdruck-Ink-Jet-Verfahrens für das Bedrucken von Kunststoffen, Metallen und Keramik ermöglicht.The paint according to the invention thus solves conflicting problems such as the adhesion to different plastics, metal and ceramics and the trouble-free processing in a plastic writing head (epoxy) and container (PE), in which the writing head and container do not swell or be redeemed. With this varnish, the 'introduction of the so-called vacuum ink-jet process for printing of plastics, metals and ceramics.

Andere Ink-Jet-Verfahren für nichtsaugende Untergründe arbeiten meist mit einem oder mehreren unter Druck stehenden Flüssigkeitsstrahl, der durch elektronische Steuerung abgelenkt wird und dadurch das Mosaikraster hervorruft. Diese Tinten sind meist sehr gering viskos, weisen meistens eine niedrigere Oberflächenspannung auf als die hier beschriebenen und müssen teilweise elektrisch oder magnetisch leitfähig sein.Other ink-jet processes for non-absorbent substrates mostly work with one or more pressurized liquid jets, which are electronically controlled is deflected and thereby causes the mosaic grid. These inks are usually of very low viscosity and usually have a has a lower surface tension than those described here and must be partially electrically or magnetically conductive.

Die chemischen und physikalischen Eigenschaften der hier beschriebenen Lacke beziehen sich auf einen bestimmten Schreibkopfaufbau des Siemens—Tintendruckkopfes mit 2x6 Düsen, wie er zur Zeit hergestellt wird. Ändert sich z. B. die Kapillarlänge, der Kapillardurchmesser, die Ausstoßkraft- und -charakteristik der Piezowandler, der Düsendurchmesser, so kann der Lack der veränderten Bauform angepaßt werden.The chemical and physical properties of the paints described here relate to a specific one Write head construction of the Siemens inkjet print head with 2x6 nozzles as it is currently manufactured. If z. B. the capillary length, the capillary diameter, the ejection force and characteristics of the piezo transducers, the nozzle diameter, the paint can be adapted to the changed design.

Als Hauptbestandteil, bzw. erstes Lösemittel, ist mindestens ein Lösemittel (z. B. Ethylglykol, Wasser, Diethylenglykoi, Ethylglykolacetat, Butylglykol, Cyclohexanol) in einer Konzentration von ca. 30 - 80 Gewichtsprozent erforderlich. Solche Lösemittel haben meist eine hohe Dielektrizitätskonstante. The main component or first solvent is at least one solvent (e.g. ethyl glycol, water, diethylene glycol, Ethyl glycol acetate, butyl glycol, cyclohexanol) in a concentration of approx. 30 - 80 percent by weight is required. Such solvents usually have a high dielectric constant.

Wichtige Bestandteile von ca. 2-20 Gewichtsprozent sind Bindekörper, vorzugsweise Kunstharze, abgestimmt auf den zu beschriftenden Untergrund und das erforderliche, insbeson-Important components of approx. 2-20 percent by weight are binding bodies, preferably synthetic resins, tailored to the labeling surface and the required, in particular

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dere wäßrig-alkoholische Lösemittel oder Lösemittelgemisch, das eine hohe Oberflächenspannung aufweisen kann. Als Bindekörper eignen sich z. B. Polyamid-Harze, Acrylate unterschiedlichen Aufbaus, Kolophoniumderivate und Ketonharze. 5other aqueous-alcoholic solvents or solvent mixture, which can have a high surface tension. As a binding body are suitable e.g. B. polyamide resins, acrylates of various structures, rosin derivatives and ketone resins. 5

In einem Lösemittel oder Lösemittelgemisch gelöste Bindekörper werden Bindemittel genannt.Binding bodies dissolved in a solvent or solvent mixture are called binders.

Wichtiger Bestandteil ist auch das Farbmittel, d. h. der Farbstoff oder das Farbpigment. Organische Farbpigmente oder anorganische Weißpigmente und Ruß müssen sehr fein und homogen verteilt sein. Die Farbmittel müssen in der durchgetrockneten Beschriftung wasserfest und lichtecht sein. Wichtige Bestandteile von unter 2 % sind feste oder gelöste Additive, die als Entschäumer, Antiabsetzmittel, zur Homogenisierung und zur Verbesserung der Standfestigkeit des aufgespritzten Tropfens und als Korrosionsinhibitoren wirken. Als Farbstoffe werden beispielsweise Metallkomplexfarbstoffe, Reaktivfarbstoffe, saure bzw. basische Farbstoffe genannt. 20Another important component is the colorant, ie the dye or color pigment. Organic color pigments or inorganic white pigments and carbon black must be distributed very finely and homogeneously. The colorants must be waterproof and lightfast in the dried-out lettering. Important components of less than 2 % are solid or dissolved additives that act as defoamers, anti-settling agents, for homogenization and to improve the stability of the sprayed drop and as corrosion inhibitors. Metal complex dyes, reactive dyes, acidic or basic dyes are mentioned as dyes, for example. 20th

Farbpigmente können entweder anorganische oder organische Pigmente sein. Bei den anorganischen Pigmenten kommen in erster Linie Ruß und Titandioxid infrage.Color pigments can be either inorganic or organic pigments. The inorganic pigments come in primarily carbon black and titanium dioxide.

Als organische Pigmente kommen in Betracht die bekannten Pro-' dukte aus der Reihe der Azopigmente verlackt und unverlackt, Naphtol-As-Pigmente, bis Azo-Pigmente, und Phthalocyaninpigmente, welche die erforderlichen Echtheiten aufweisen und in feindispergierter Form eine störungsfreie Verarbeitung ermöglichen.Suitable organic pigments are the known pro ' products from the range of azo pigments, coated and uncoated, naphthol-As pigments, to azo pigments, and phthalocyanine pigments, which have the required fastness properties and in finely dispersed form, trouble-free processing enable.

Als zweites Lösemittel oder Lösemittelgemisch mit ca. 5-30 Gewichtsprozent kommt z. B. Diethylenglykol, Ethylglykol, Butylglykol, Butanol, Ethylglykolacetat, Butylglykolacetat, Propylglykolacetat, Wasser, Cyclohexanol, Isopropanol, Toluol, Ethanol, infrage. Das 2. Lösungsmittel wird gleichzeitig zur Lösung von Bindekörpern und Farbstoff verwendet.As a second solvent or solvent mixture with approx. 5-30 percent by weight z. B. diethylene glycol, ethyl glycol, Butyl glycol, butanol, ethyl glycol acetate, butyl glycol acetate, Propyl glycol acetate, water, cyclohexanol, isopropanol, toluene, ethanol, in question. The 2nd solvent is used at the same time Solution of binders and dye used.

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Für das Verfahren muß nach der Erfindung eine Oberflächenspannung von ca. 28 - 50 mN/m (bei 20⁰C) und eine Viskosität von ca. 12-30 mPa s (bei 20⁰C) eingehalten werden. Die Dichte der Flüssigkeit muß so sein, daß sie die Reibungsviskositat beim Ausstoß der Druckwelle nicht erhöht. Der Lack muß homogen sein und darf keine größeren Teilchen als 10 μια enthalten. Diese dürfen sich auch bei längerer Lagerung nicht absetzen.According to the invention, a surface tension of approx. 28-50 mN / m (at 20 ^° C.) and a viscosity of approx. 12-30 mPa s (at 20 ^° C.) must be maintained for the process. The density of the liquid must be such that it does not increase the frictional viscosity when the pressure wave is ejected. The paint must be homogeneous and must not contain any larger particles than 10 μια. These must not be allowed to settle even after long periods of storage.

Bisher wurden in bekannten Schreibeinrichtungen dieser Art keine Flüssigkeiten verwendet, die ungelöste Teilchen enthielten. Ein wesentlicher Bestandteil der Erfindung ist, daß im Lack feste Teilchen, z. B. Farbpigmente, Füllstoffe, oder Additive enthalten sein könne, um hohe Deckkraft, Standfestigkeit des aufgesprühten Lacktröpfchens und Homogenität des flüssigen Lacks über längere Lagerzeit zu erreichen. Damit ist auch mit den sehr kleinen Tropfen eine genügende Deckkraft und ein Kontrast zu erzeugen. Lacke nach der Erfindung sind bis zu hohen Schreibgeschwindigkeiten einsetzbar (z. B. für Kabel bis zu 250 Zeichen/s) und ergeben ein klares Schriftbild.Heretofore known writing devices of this type have not used liquids containing undissolved particles. An essential part of the invention is that solid particles in the paint, for. B. color pigments, fillers, or Additives can be included to ensure high coverage, stability of the sprayed paint droplets and homogeneity of the liquid paint over a longer storage period. This means that even with the very small drops, one is sufficient To create opacity and contrast. Lacquers according to the invention can be used up to high writing speeds (e.g. for cables up to 250 characters / s) and produce a clear typeface.

Die Erfindung wird anhand einiger Ausführungsbeispiele erläutert: The invention is explained using a few exemplary embodiments:

Ein schwarzer Ink-Jet-Lack zum Beschriften von PVC-Kabeln und PVC-Bauteilen besteht z. B. aus Polyamid-Harz, schwarzem Farbstoff (Ethylglykol) und Butylglykol. Ein derartiger Lack ist wasserfest, wischfest, abriebfest, benzin- und ölbeständig, lichtbeständig und lufttrocknend.A black ink-jet varnish for writing on PVC cables and PVC components consists e.g. B. made of polyamide resin, black dye (ethyl glycol) and butyl glycol. A Such varnish is waterproof, smudge-proof, abrasion-resistant, petrol and oil-resistant, lightfast and air-drying.

Ein roter Ink-Jet-Lack, vorzugsweise zum Beschriften von PVC-Kabeln, ist Methylmethacrylat-Harz, Diethylenglykol, Wasser, Ethanol, Titandioxid, rotem Farbstoff und Additiven aufgebaut. Ein so aufgebauter Lack ist wasserfest, abriebfest, lichtbeständig und wärmetrocknend.A red ink-jet varnish, preferably for writing on of PVC cables, is methyl methacrylate resin, diethylene glycol, Water, ethanol, titanium dioxide, red dye and additives. A paint built up in this way is waterproof, abrasion-resistant, lightfast and heat-drying.

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Ein gelber Ink-Jet-Lack, der vorzugsweise zum Beschriften von schwarzen PE-Kabeln Verwendung finden kann, setzt sich folgendermaßen zusammen: Acrylat-Harz, Wasser, Diethylenglykol, Titandioxid, gelbem Farbstoff, Ethanol, Butanol, Isopropanol, Ethylglykol und Additiven- Er ist wasserfest, abriebfest, benzin- und ölbeständig, gegen Freon beständig und wärmetrocknend.A yellow ink-jet varnish, which is preferably used for writing on of black PE cables can be used as follows: acrylate resin, water, diethylene glycol, Titanium dioxide, yellow dye, ethanol, butanol, isopropanol, ethyl glycol and additives - it is waterproof, Abrasion-resistant, petrol and oil-resistant, freon-resistant and heat-drying.

Ein schwarzer Ink-Jet-Lack, der z. B. zum Beschriften von Polyamid- und Polycarbonat-Bauteilen- eingesetzt werden kann, besteht aus Polyamid-Harz, Ethylglykol, Butylglykol und schwarzem Farbstoff. Er ist wasserfest, wischfest, benzin- und Ölbeständig, gegen Freon beständig, und lufttrocknend.A black ink-jet varnish that z. B. for labeling Polyamide and polycarbonate components can be used, consists of polyamide resin, ethyl glycol, butyl glycol and black dye. It is waterproof, smudge-proof, petrol and oil-resistant, freon-resistant and air-drying.

Ein schwarzer Ink-Jet-Lack zum Beschriften von Epoxidleiterplatten besteht beispielsweise aus Acryl-Harz, Ethylglykolacetat, Toluol, Butylglykol, Ruß und Additiven. Bei einem weißen Lack für denselben Verwendungszweck ist statt Ruß Titandioxid vorhanden. Derartige Lacke sind wärmetrocknend, wisch- und wasserfest, alkoholfest, wärmebeständig und reinigungsmittelbeständig.A black ink-jet varnish for writing on epoxy circuit boards consists for example of acrylic resin, ethyl glycol acetate, toluene, butyl glycol, carbon black and additives. In the case of a white paint for the same purpose, titanium dioxide is present instead of soot. Such varnishes are heat-drying, smudge-proof and waterproof, alcohol-proof, heat-resistant and resistant to cleaning agents.

Ein schwarzer Ink-Jet-Lack, der zur Ringbedruckung von Lichtleitfasern angewendet werden kann, besteht beispielsweise aus Polyamid-Harz, Ethylglykol, Butylglykol und schwarzem Farbstoff. Er ist wisch- und wasserfest, gegen Aderfüllmasse beständig und beeinflußt die Übertragungsqualität nicht.A black ink-jet varnish that is used for ring printing of Optical fibers can be used, for example, consists of polyamide resin, ethyl glycol, butyl glycol and black dye. It is smudge-proof and waterproof, resistant to core filling compound and influences the Transmission quality is not.

Claims

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1 / Varnish for a writing device in which the recording liquid from a write head lifted off the recording medium by pressing in the direction of one non-absorbent recording medium is released, and negative pressure is created in the ejection chamber, characterized in that a binding body dissolved in a first solvent, a Colorants and a second solvent or solvent mixture consisting of alcohols, glycols, glycol ethers, Clykoletheracetaten, water, aromatic and / or aliphatic hydrocarbons is present, with which one the values for the required viscosity and surface tension adjusts.

2. Lacquer according to claim 1, characterized in that that there is a binding body matched to the subsurface to be inscribed, the is preferably dissolved in an aqueous-alcoholic solvent or solvent mixture.

3. Paint after. Claim 1 and 2, characterized that pigments and / or dyes are present as colorants.

4. Paint according to claims 1 to 3, characterized in that the viscosity of the paint is between 12 mPa s and 100 mPa s (at 20 "C), in particular between 15 and 30 mPa s (at 20 ⁰ C).

5. Lacquer according to claim 1 to 4, characterized in that a surface tension of about 28-50 mN / m at 2O ⁰ C is present. ^:

6. Paint according to claims 1 to 5, characterized in that all in the paint existing solid particles are smaller than about 10 μm.

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7 · Lacquer according to claims 1 to 6, characterized characterized as being solid or dissolved There are additives that prevent the settling of binders or pigments, which reduce the stability of the Increase by 5 paint droplets and ensure the homogeneity of the liquid paint over a longer storage period.