DE69707902T2

DE69707902T2 - Wässrige tintenstrahltinten-zusammensetzungen

Info

Publication number: DE69707902T2
Application number: DE69707902T
Authority: DE
Inventors: Linfang Zhu
Original assignee: Marconi Data Systems Inc
Current assignee: Videojet Technologies Inc
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1997-09-05
Publication date: 2002-04-25
Anticipated expiration: 2017-09-06
Also published as: DE69707902D1; EP0923624A1; US5889083A; CA2265582A1; AU735983B2; ATE207948T1; JP2000517370A; WO1998010025A1; AU4127097A; EP0923624B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein wäßrige Ink-Jet- Tintenzusammensetzungen zum Drucken und insbesondere wäßrige Ink- Jet-Tintenzusammensetzungen, die zum Drucken von kratzfesten und abreibfesten Bildern auf Substrate, wie Glas, Kunststoff und Metall, geeignet sind.
Ink-Jet-Drucken ist eine wohlbekannte Technik, bei der das Drucken ohne Kontakt zwischen der Druckvorrichtung und dem Substrat, auf das die gedruckten Zeichen abgesetzt werden, ausgeführt wird. Kurz beschrieben, beinhaltet das Ink-Jet-Drucken die Technik, bei der ein Strahl von Tintentröpfchen auf eine Oberfläche gesprüht wird und die Richtung des Strahls elektronisch so gesteuert wird, daß die Tröpfchen zur Bildung des gewünschten gedruckten Bildes auf diese Oberfläche gebracht werden. Diese Technik des berührungslosen Druckens ist gut zum Aufbringen von Zeichen auf eine Vielzahl von Oberflächen geeignet einschließlich poröser und nicht poröser Oberflächen.
Überblicke über verschiedene Aspekte des Ink-Jet-Druckens können in diesen Veröffentlichungen gefunden werden: Kuhn et al., Scientific American, April, 1979, 162-178; und Keeling, Phys. Technol., 12(5), 196-3 03 (1981). Verschiedene Ink-Jet-Apparate sind in den folgenden US-Patenten beschrieben: 3 060 429, 3 298 030, 3 373 437, 3 416 153 und 3 673 601.
Im allgemeinen muß eine Ink-Jet-Tintenzusammensetzung gewisse strenge Erfordernisse erfüllen, um für Ink-Jet-Drucken geeignet zu sein. Diese betreffen die Viskosität, den spezifischen Widerstand, die Löslichkeit, die Verträglichkeit der Komponenten und die Benetzbarkeit des Substrats. Außerdem muß die Tinte schnell trocknen und schmierfest sein, muß durch die Ink-Jet-Düse gehen können, ohne sie zu verstopfen, und muß ein schnelles Reinigen der Maschinenteile mit minimalem Aufwand erlauben.
Auf Wasser basierende oder wäßrige Ink-Jet-Tinten sind besonders gefragt gewesen, so daß die Industrie die niedrigen VOC Vorschriften erfüllen und Arbeitsplatz- und Umweltsicherheit verbessern kann. Einige wäßrige Ink-Jet-Tintenzusammensetzungen sind in der Patentliteratur offenbart worden. Zum Beispiel offenbart das US-Patent 5 207 825 eine Ink-Jet-Tintenzusammensetzung, die einen wäßrigen flüssigen Träger, ein Farbmittel und ein polymeres Additiv enthält, das ein substituiertes Bisphenol A-Derivat ist.
Das US-Patent 5 080 716 offenbart eine Ink-Jet-Tintenzusammensetzung, die ein Registriermittel, ein flüssiges Medium, das das Registriermittel lösen oder dispergieren kann, und eine substituierte Benzol- oder Toluolsulfonamidverbindung enthält.
Das US-Patent 5 254 158 offenbart eine Tintenzusammensetzung, die einen, wäßrigen flüssigen Träger, ein Farbmittel und ein Additiv enthält, das aus der Gruppe Aminalkoxylate, Sorbitanmonoesteralkoxylate, Alkylenoxidaddukte von Glycerin und deren Mischungen ausgewählt ist.
Das US-Patent 5 316 575 mit demselben Rechtsnachfolger wie die vorliegende Anmeldung offenbart eine Tintenzusammensetzung, die für Ink-Jet-Drucken geeignet ist und eine wäßrige Harzlösung und ein organisches Pigment enthält, wobei die Tintenzusammensetzung im wesentlichen frei von flüchtigen organischen Verbindungen ist.
Das US-Patent 5 345 254 offenbart eine Ink-Jet-Tintenzusammensetzung, die eine Emulsion oder Suspension einer organischen Phase in einer wäßrigen Phase ist, wobei die organische Phase wenigstens ein Öl und/oder Wachs enthält. In einer Ausführungsform wird gesagt, daß die organische Phase ein Farbmittel, das ein Pigment oder ein öllöslicher Farbstoff sein kann, sowie wenigstens ein Öl und/oder Wachs enthält. Wenn bestimmte Ausführungsformen dieser Erfindung beim Strahldrucken verwendet werden, muß die Strahldüse erhitzt werden, um ein Verstopfen durch die Wachsteilchen zu verhindern.
Das US-Patent 3 687 887 offenbart eine wäßrige Ink-Jet-Tintenzusammensetzung, die zum Betiteln von Film- oder photographischen Negativen geeignet ist und ein wäßriges System ist, das ein gelöstes Styrol-Maleinsäureanhydrid-Harz oder Polyvinylacetatharz, Glykolether, Ruß und bestimmte andere Additive enthält.
Einige der früher bekannten wäßrigen Ink-Jet-Tinten haben bestimmte Nachteile, wie lange Trockenzeiten, schlechte Adhäsion an Substraten, wie zum Beispiel schlechte Festigkeit gegen Kratzen mit dem Fingernagel und Festigkeit gegen Reiben mit dem Finger zeigen, und schlechte Naßadhäsion, Wasserechtheit und Druckqualität. Verschiedene Wege sind vorgeschlagen worden, um diese Nachteile zu beseitigen. Zum Beispiel kann die Trockenzeit stark reduziert werden durch die Verwendung eines Trockners, wie einem Luftmesser oder einer IR-Lampe. Außerdem kann die Wasserechtheit durch die Verwendung von Pigmenten anstelle von Farbstoffen verbessert werden. Es war jedoch eine große Herausforderung, eine Ink-Jet- Tinte auf wäßriger Basis zu entwickeln, die Bilder mit guter Reib- und Kratzfestigkeit liefert, wenn auf Substrate, wie Glas, Metall und Kunststoffe, gedruckt wird und insbesondere wenn auf unpolare Substrate, wie Polyolefine einschließlich halogenierte Olefine, gedruckt wird, die die am schwersten zu bedruckenden Substrate sind.
Daher besteht ein Bedarf an wäßrigen Ink-Jet-Tintenzusammensetzungen, die die niedrigen VOC Vorschriften erfüllen können. Es besteht weiterhin ein Bedarf an wäßrigen Ink-Jet-Tintenzusammensetzungen, die verbesserte Wasserechtheit und verbesserte Adhäsion an den Substraten bieten. Es besteht auch ein Bedarf an wäßrigen Ink-Jet-Tintenzusammensetzungen, die Bilder mit guter Reib- und Kratzfestigkeit bieten, wie Festigkeit gegen Kratzen mit dem Fingernagel und Festigkeit gegen Reiben mit dem Finger insbesondere, wenn sie auf unpolare Substrate gedruckt sind, wie Polyethylen, Polypropylen und Tetrafluorethylen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine wäßrige Ink-Jet-Tintenzusammensetzung bereit mit verbesserter Festigkeit gegen Kratzen mit dem Fingernagel, Festigkeit gegen Reiben mit dem Finger und verbesserter Sicherheit.
Erfindungsgemäß wird eine Ink-Jet-Tintenzusammensetzung bereitgestellt, die zum Strahldrucken von kratzfesten und reibfesten Bildern, Mitteilungen, Zeichen oder ähnlichem auf Papier-, Glas-, Metall-oder Kunststoffflächen geeignet ist und Wasser, ein Farbmittel, ein Bindemittelharz und ein Polytetrafluorethylenwachs enthält.
Zusätzliche Bestandteile, wie organische Lösemittel, Feuchthaltemittel und Biozide, können in der Ink-Jet-Tintenzusammensetzung anwesend sein, um die Löslichkeit oder die Dispergierbarkeit des Bindemittelharzes, Wachses und Farbmittels zu verbessern und die Lagerbeständigkeit zu verbessern.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren bereit zum Bilden von gedruckten Bildern auf porösen und nicht porösen Oberflächen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung. Erfindungsgemäß beinhaltet das Verfähren das Sprühen eines Strahls der Tintenzusammensetzung auf eine Oberfläche und die elektronische Steuerung der Richtung des Strahls, so daß die Tintentröpfchen das gewünschte gedruckte Bild auf der Oberfläche bilden.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein Verfahren bereit zur Herstellung der erfinderischen Ink-Jet-Tintenzusammensetzung, bei dem Wasser, ein Farbmittel, ein Bindemittelharz und ein Polytetrafluorethylenwachs zusammengebracht und gemischt werden.
Die vorliegende Erfindung stellt wäßrige Ink-Jet-Tintenzusammensetzungen bereit, die zum Drucken von Bildern auf Substraten, wie Papier, Glas, Metallen, Keramiken und Kunststoffen, geeignet sind, wobei die Bilder eine ausgezeichnete Adhäsion aufweisen, wie zum Beispiel durch eine verbesserte Festigkeit gegen Kratzen mit dem Fingernagel und Festigkeit gegen Reiben mit dem Finger gezeigt wird.
ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN: Im allgemeinen weisen die erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzungen die folgenden Eigenschaften für die Verwendung in Ink-Jet-Drucksystemen auf: (1) eine Viskosität von etwa 1,6 bis etwa 7,0 Centipoise (cps) bei 25ºC, (2) einen Reziprokwert der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit von etwa 50 bis 2000 Ohm-cm; und (3) eine Schallgeschwindigkeit von etwa 1100 bis etwa 1500 Meter/Sekunde.
Eine ausführliche Erläuterung der Bestandteile und der Eigenschaften der erfinderischen Tintenzusammensetzung wird unten gegeben.
TINTENTRÄGER: Wasser wird als Tintenträger für die erfindungsgemäße wäßrige Ink-Jet-Tintenzusammensetzung verwendet. Typischerweise ist Wasser in einer Menge von etwa 40 Gew.-% bis etwa 80 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 50 Gew.-% bis etwa 70 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, anwesend. Um ein Verstopfen der Ink-Jet-Düse durch gelöste Salze in dem Wasser zu vermeiden, wird bevorzugt deionisiertes Wasser in der Präparation der Tintenzusammensetzung verwendet.
FARBMITTEL: Die Tintenzusammensetzung enthält ein oder mehrere Farbmittel, die der gedruckten Mitteilung die gewünschte Farbe verleihen. Jeder Farbstoff, jedes Pigment oder Beizenfarbstoff, der in der Tintenzusammensetzung gelöst oder dispergiert werden kann, kann verwendet werden.
Ruß ist ein bevorzugtes Farbmittel zur Verwendung in den Tintenzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung. Rußfarbmittel umfaßt Kanalruß, Ofenruß und Flammenruß. Andere Beispiele für geeignete Pigmente umfassen Pigmente wie Titandioxid - Anatas und Rutil-, Zinkoxid, Zinksulfid und Lithopon, die auch Deckpigmente sind.
Weitere Beispiele für geeignete Pigmente umfassen Metallized Azo Reds, wie Red 49 : 1 (Bariumsalz), Red 49 : 2 (Calciumsalz), Red 63 : 1 (Calciumsalz), Toluidine Reds, Naphthol Reds, Pyrazolones, Rhodamines, Quinacridones, wie Red B, Red Y, Magenta B, Magenta und Violet, Phthalocyanine Blues, Phthalocyanine Greens, Carbazole Yellow, Monoarylide Yellow, Diarylide Yellow, Chrome Yellow, Red Lake C, Lithol Reds, wie Calcium- und Bariumsalze, Lithol Rubine, Bon Maroon, Perylene Pigmente, Red 2B Pigmente einschließlich der Calcium-, Barium- und Magnesiumsalze, Chrome Yellow, Chrome Orange, Molybdate Orange; Lead Chromes, Lead Silicochromates, Zinc Chromes, Bariumchromat, Strontiumchromat, Titannickelgelb, Liminites, Haematite, Magnetite, Micaceous Oxides of Iron, Siderite, Iron Pyrites, Ferrite Yellow, Red Oxide, Prussian Blue, Orange 36, Diarylide Orange, Dianisidine Orange, Tolyl Orange und Dinitraniline Orange. Andere geeignete Beispiele für Pigmente umfassen Farblacke, zum Beispiel Farblacke, die aus sauren Farbstoffen und Alkali- oder Erdalkalimetallen gebildet werden. Beispiele für die sauren Farbstoffe, die zur Bildung solcher Farblacke geeignet sind, umfassen Peacock Blue, Scarlet 2R, Azo Bordeaux, Pigment Scarlet 3B, Orange 2 und Tartrazine.
Beispiele für Farbstoffe, die zum Gebrauch bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung geeignet sind, umfassen, aber sind nicht darauf beschränkt, die gelben Farbstoffe, wie C.I. Solvent Yellow 19 (C.I. 13900A), C.I. Solvent Yellow 21 (C.I. 18690), C.I. Solvent Yellow 61, C.I. Solvent Yellow 80, FD&C Yellow #5, Yellow Shade 16948, Acid Yellow 23, Levaderm Lemon Yellow (Mobay), Spirit Fast Yellow 3G, Aizen Spilon Yellow C-GNH (Hodagaya Chemical Co.), Pergasol Yellow CGP (Ciba-Geigy) und ähnliche, die orangen Farbstoffe, wie C.I. Solvent Orange 1 (C.I. 11920), C.I. Orange 37, C.I. Orange 40, Diaresin Orange K (Mitsubishi Chemical Industries, Ltd.), Diaresin Orange G (Mitsubishi Chemical Industries, Ltd.), Sumiplast Orange 3G (Sumitomo Chemical Co., Ltd.) und ähnliche, die roten Farbstoffe, wie C.I. Solvent Red 8, C.I. Solvent Red 81, C.I. Solvent Red 82, C.I. Solvent Red 84, C.I. Solvent Red 100, Cibacron Brilliant Red 38-A (Aldrich Chemical Co.), Drimarene Brilliant Red E-6A (Pylam, Inc.), Acid Red 92, Reactive Red 31 (ICI America) und ähnliche, die rosa Farbstoffe, wie Diaresin Pink M (Mitsubishi Chemical Industries, Ltd.), Sumiplast Pink RFF (Sumitomo Chemical Co.), Direct Brill Pink B Ground Crude (Crompton & Knowles) und ähnliche, die violetten Farbstoffe, wie C.I. Solvent Violet 8, C.I. Solvent Violet 21, Diaresin Violet (Mitsubishi), Diaresin Violet D, Sumiplast Violet RR (Sumitomo) und ähnliche, die blauen Farbstoffe, wie C.I. Solvent Blue 2, C.I. Solvent Blue 11, C.I. Solvent Blue 25, C.I. Solvent Blue 36, C.I. Solvent Blue 55 und ähnliche, die grünen Farbstoffe, wie C.I. Solvent Green 3 und ähnliche, die braunen Farbstoffe, wie C.I. Solvent Brown 3 und Diaresin Brown A (Mitsubishi) und ähnliche, die schwarzen Farbstoffe, wie C.I. Solvent Black 3, C.I. Solvent Black 5, C.I. Solvent Black 7, C.I. Solvent Black 22, C.I. Solvent Black 27, C.I. Solvent Black 29, Acid Black 123 und ähnliche.
Einige der Pigmente und Farbstoffe sind im Handel erhältlich in geeigneten Dispersionen und können zur Herstellung der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung verwendet werden. Zum Beispiel ist Ruß erhältlich von Penn Color Inc., Doylestown, PA, wie ACRO- VERSER Dispersion Nr. 91B188C, das 18,0% Ruß, 22,0% eines Acrylharzes, 5,5% wäßriges Ammoniak, 3,5% eines Amins, 46,0% Wasser und 5,0% Isopropanol enthält. Rhodamine (Blue Shade) ist erhältlich als Dispersion, die 40% Rhodamin enthält, und Phthalocyaningrün ist als Dispersion erhältlich, die 60% Phthalocyaningrün enthält. Alles sind Gewichtsprozente der Dispersion.
Die zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Tinte geeigneten Pigmente können jede geeignete Teilchengröße haben, vorzugsweise eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 0,01 um bis etwa 2 um und bevorzugter eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 0,01 um bis etwa 1 um.
Jede geeignete Menge des Farbmittels kann verwendet werden. Das. Farbmittel ist im allgemeinen in einer Menge in der Tintenzusammensetzung, die erforderlich ist, um den gewünschten Kontrast und die gewünschte Lesbarkeit zu erzeugen. Das Farbmittel liegt vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, bevorzugter in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% und noch bevorzugter in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-% der Tintenzusammensetzung vor.
BINDEMITTELHARZE: Die erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung enthält ein Bindemittelharz. Das Bindemittelharz ist ein Filmbildner, der beim Trocknen der Tinte einen Film auf dem Farbmittel zurückläßt. Der so gebildete Film ist für die Fixierung des Farbmittels auf dem Substrat verantwortlich. Der Film in Kombination mit dem Wachs und anderen Bestandteilen der Tintenzusammensetzung verleiht den strahlgedruckten Mitteilungen einen Grad an Schutz gegen Abrieb.
Jedes geeignete Bindemittelharz kann verwendet werden. Geeignete Bindemittelharze, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen wasserlösliche und wasserdispergierbare Harze. Die Bindemittelharze können eine richtige Lösung oder eine kolloidale Suspension bilden, die verwendet werden kann, wenn sie ohne wesentliche Trennung durch ein Filter filtrierbar ist, das eine Porengröße hat, die wesentlich kleiner ist als die Druckkapillare, zum Beispiel durch ein 1 um Filter.
Das Bindemittelharz kann jedes geeignete Molekulargewicht haben. Das auf das Gewichtsmittel bezogene mittlere Molekulargewicht des Bindemittelharzes liegt typischerweise im Bereich von etwa 1500 bis etwa 50000, vorzugsweise im Bereich von etwa 5000 bis etwa 20000 und bevorzugter im Bereich von etwa 10000 bis etwa 15000.
Das Bindemittelharz kann jede geeignete Säurezahl haben. Die Säurezahl des Bindemittelharzes liegt typischerweise im Bereich von etwa 20 bis etwa 500, vorzugsweise im Bereich von etwa 100 bis etwa 250 und bevorzugter im Bereich von etwa 200 bis etwa 240. Die Säurezahl wird ausgedrückt in Milligramm KOH, die erforderlich sind, um ein Gramm des Harzes zu neutralisieren.
Das Bindemittelharz kann jede geeignete Glasübergangstemperatur haben. Die Glasübergangstemperatur des Bindemittelharzes liegt typischerweise im Bereich von etwa 50ºC bis etwa 100ºC, vorzugsweise im Bereich von etwa 60ºC bis etwa 90ºC und bevorzugter im Bereich von etwa 65ºC bis etwa 85ºC.
Beispiele für geeignete wasserlösliche oder -dispergierbare Bindemittelharze umfassen Acryl-Copolymer-Harze, Styrol-Maleinsäureanhydrid-Harze, auf Schellack basierende Acrylharze, Polyester und deren Kombinationen.
Wasserlösliche oder -dispergierbare Acryl-Copolymer-Harze können durch Copolymerisation eines ungesättigten Säuremonomers mit anderen Monomeren hergestellt werden, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Butylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, Butylmethacrylat, Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxybutylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Hydroxybutylmethacrylat und ähnliche und deren Kombinationen, Beispiele für geeignete ungesättigte Säuremonomere umfassen Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Citraconsäure, Zimtsäure, Crotonsäure, Styrolsulfonsäure und ähnliche und deren Kombinationen. Das ungesättigte Säuremonomer kann auch in Form eines Carbonsäuresalzes mit einem geeigneten Kation einschließlich Natrium, Kalium und Ammonium oder in Form eines Amids, wie Acrylamid oder Methacrylamid, oder in Form eines Anhydrids, zum Beispiel Maleinsäureanhydrid, vorliegen.
Das wasserlösliche und -dispergierbare Acrylharz kann auch ein oder mehrere Comonomere enthalten, wie Styrol, α-Methylstyrol, o-, p- und m-Chlormethylstyrol, mit Fluor-, Chlor-, Brom-, Iod-, Nitro- oder Aminogruppen substituiertes Styrol, Acrylnitril oder Butadien.
Es gibt einige wasserlösliche oder -dispergierbare Acrylharze, die im Handel erhältlich sind und in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Zum Beispiel verkauft Rohm & Haas Co in Philadelphia, Pennsylvania RHOPLEX AC-261, das eine Acrylpolymeremulsion ist. Wasserlösliche oder -dispergierbare Acrylharze können auch von S.C. Johnson & Co. in Racine, Wisconsin erhalten werden, die die Acrylharze unter der Marke JONCRYL verkaufen, Bevorzugte Beispiele von JONCRYL Acrylharzen sind JONCRYL 555, 586, 678, 680, 682, 683 und 67, die in Wasser gelöste Copolymere sind, die Styrol und Acrylsäure enthalten. JONCRYL 67 ist ein bevorzugtes Bindemittelharz.
JONCRYL 67 hat eine Glasübergangstemperatur von 73ºC, ein Molekulargewicht (Mw) von 12500, eine Säurezahl von 213 und eine Dichte von 1,14 g/cm³ bei 25ºC. JONCRYL 690 hat ein Molekulargewicht (Mw) von 15500, eine Säurezahl von 240, eine Dichte von 1,07 g/cm³ und eine Glasübergangstemperatur von 102ºC.
Beispiele für geeignete Styrol-Maleinsäureanhydrid-Harze umfassen Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymere. Verschiedene Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymere sind im Handel erhältlich von Aldrich Chemical Co. in Milwaukee, Wisconsin, als SCRIPSET Harze von Monsanto Co. in St. Louis, Missouri und als SMA und SMAH Harze von ATOCHEM in Malvern, Pennsylvania. Verschiedene Typen von SMA und SMAH Harzen sind erhältlich. SMA 1000 ist ein 1 : 1 molares Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer mit einem Molekulargewicht Mw = 5600 und Mn = 1600, einer Tg von 138ºC und einer Säurezahl von 480. SMA 2000 ist ein 2 : 1 molares Styrol-Maleinsäureanhydrid- Copolymer mit einem Molekulargewicht Mw = 7700 und Mn = 1700, einer Tg von 124ºC und einer Säurezahl von 350. SMA 3000 ist ein 3 : 1 molares Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer mit einem Molekulargewicht Mw = 10300 und Mn = 1900, einer Tg von 124ºC. Ammoniumsalze von Partialestern von Styrol-Maleinsäureanhydrid sind erhältlich als SMAH Harze mit einem Veresterungsgrad von etwa 30-50%. Zum Beispiel ist SMA 1440H das Ammoniumsalz eines Partialesters von einem 1 : 1 molaren Styrol-Maleinsäureanhydrid.
Auf Schellack basierende Acrylharze können auch als Bindemittelharze verwendet werden. Schellack ist ein in der Natur vorkommendes Harz, das aus Exudaten von Insekten stammt, die sich von Bäumen ernähren. Schellack hat einen Erweichungspunkt von 65ºC, einen Schmelzpunkt von 80ºC, ein spezifisches Gewicht von 1,15- 1,20, eine Säurezahl von 65-75 und eine Iodzahl von 18-20. Schellack wird modifiziert, indem Acrylmonomere auf ihn polymerisiert werden, wobei die Modifizierung die Löslichkeit und die filmbildenden Eigenschaften des Schellacks verbessern. Schellack, modifiziert mit Acrylmonomeren, wie Hydroxyethylmethacrylat, die die Wasserlöslichkeit erhöhen, ist bevorzugt. Mit Acryl modifizierter Schellack ist im Handel erhältlich von Zinchem, Inc., 39 Belmont Avenue, Sommerset, New Jersey 08875.
Beispiele für andere Bindemittelharze werden organische Harze sein, wie sie üblicherweise in Tintenzusammensetzungen für Ink- Jet-Drucker verwendet werden, und umfassen zum Beispiel Siliconharze, Kolophoniumester, Polyvinylester, Ketonester, Harnstoff- Aldehyd-Harze, Vinylchlorid-Vinylether- oder Vinylacetat-Copolymere, Folyamidharze, Styrol-Maleat-Harze, Polyvinylpyrrolidonharze, Vinylpyrrolidon-Vinylacetat-Copolymere, Polystyrolharze, Melaminharze, in Wärme aushärtende Acrylharze, Polyurethanharze und durch Bestrahlung aushärtende Acrylharze.
Das Bindemittelharz kann in der Ink-Jet-Tintenzusammensetzung in einer ausreichenden Menge vorliegen, die den Bildern gute Adhäsion zu den Substraten verleiht. Das Harz liegt im allgemeinen in der Ink-Jet-Tintenzusammensetzung in einer Menge von etwa 1 Gew.-% bis etwa 40 Gew.-% der Zusammensetzung, vorzugsweise in einer Menge von etwa 2 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% der Zusammensetzung und bevorzugter in einer Menge von etwa 5 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% der Zusammensetzung vor. Übermäßige Verwendung des Harzes kann die Viskosität der Tintenzusammensetzung erhöhen, was zu schlechter Druckdurchführung und schlechter Qualität der gedruckten Mitteilung, wie Verschmieren führen kann.
POLYTETRAFLUORETHYLENWACHSE: Die erfindungsgemäße Ink-Jet-Tintenzusammensetzung enthält ein oder mehrere Polytetrafluorethylenwachse. Jedes geeignete Wachs kann verwendet werden, vorzugsweise ein Wachs, das in einem wäßrigen Medium emulgiert, suspendiert, andernfalls dispergiert werden kann.
Ein bevorzugtes Polytetrafluorethylenwachs ist ein niedermolekulares PTFE-Wachs. Ein solches niedermolekulares PTFE-Wachs wird von DuPont Corporation unter der Marke TEFLONR TE-3667N verkauft, das ein negativ geladenes, hydrophobes Kolloid ist, das annähernd 60 Gesamtgew.-% von 0,05 bis 0,5 um PTFE-Harzteilchen, suspendiert in Wasser, enthält. TEFLON TE-3667N enthält auch annähernd 6 Gew.-%, bezogen auf PTFE, eines nichtionischen Netzmittels und eines Stabilisators, der das Ammoniumsalz von Perfluoroctanoat ist. TEFLON TE-3667N hat einen Spitzenschmelzpunkt von etwa 327ºC und einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,2 um.
Wenn das Wachs nicht in emulgierter Form erhältlich ist, kann es in eine Emulsion überführt werden durch Fachleuten bekannte Verfahren, zum Beispiel durch die Verwendung von geeigneten oberflächenaktiven Stoffen. Der oberflächenaktive Stoff kann anionisch, kationisch, nichtionisch oder amphoter sein oder Kombinationen davon. Der Typ und die Menge des oberflächenaktiven Stoffs, die notwendig sind, um das Wachs zu emulgieren, wird von einer Vielzahl von Faktoren abhängen, die Fachleuten bekannt sind, einschließlich der polaren/unpolaren oder hydrophilen/hydrophoben Natur des Wachses. Die zum Emulgieren eines Wachses geeigneten oberflächenaktiven Stoffe können auf Grund ihrer hydrophilen-lipophilen Balance (HLB)-Werte ausgewählt werden, die in der Literatur erhältlich sind. Siehe z.B. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, "Emulsions", 8, Seiten 900-930, 3rd Ed. (1979).
Ein oberflächenaktiver Stoff mit einem HLB-Wert von bis zu etwa 40, vorzugsweise ein oberflächenaktiver Stoff mit einem HLB- Wert von etwa 5 bis etwa 20 und bevorzugter ein oberflächenaktiver Stoff mit einem HLB-Wert von etwa 7 bis etwa 16 kann verwendet werden, um Emulsionen eines geeigneten Wachses herzustellen.
Ohne an eine spezielle Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, daß das Wachs die Oberflächenreibung der Bilder erniedrigt und daß die erniedrigte Oberflächenreibung wenigstens teilweise für die Erhöhung der Haltbarkeit, insbesondere der Reibfestigkeit und der Kratzfestigkeit der gedruckten Bilder verantwortlich ist.
Jede geeignete Wachsmenge kann in der erfindungsgemäßen Ink- Jet-Tintenzusammensetzung verwendet werden. Zum Beispiel kann das Wachs in einer Menge von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-% der Tintenzusammensetzung vorliegen, vorzugsweise in einer Menge von etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% und bevorzugter in einer Menge von etwa 2 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% der Ink-Jet-Tintenzusammensetzung.
Zum Beispiel kann die TEFLON TE-3667N Suspension in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-% der Ink-Jet-Tintenzusammensetzung verwendet werden, bevorzugt in einer Menge von etwa 1 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% der Ink-Jet-Tintenzusammensetzung und bevorzugter in einer Menge von etwa 5 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% der Ink-Jet-Tintenzusammensetzung.
ORGANISCHE LÖSEMITTEL: Die erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung kann außerdem ein oder mehrere organische Lösemittel enthalten, um die Löslichkeit oder Dispergierbarkeit des Harzes oder des Farbmittels zu erhöhen. Jedes geeignete organische Lösemittel kann verwendet werden. Beispiele für geeignete Klassen von organischen Lösemitteln umfassen polare Lösemittel, wie Amide, Ester, Ketone, Lactone und Ether, und bevorzugte Lösemittel haben hohe Siedepunkte. Der Siedepunkt des Lösemittels ist vorzugsweise höher als 100ºC und bevorzugter höher als 150ºC. Beispiele für geeignete organische Lösemittel umfassen daher N-Methylpyrrolidon (NMP), Dimethylsulfoxid, Sulfolan und Glykolether. NMP ist ein bevorzugtes Lösemittel.
Beispiele für Glykolether umfassen Mono- und Dialkylether von Alkylenglykolen, in denen die Alkylgruppe 1-6 Kohlenstoffatome enthält (z.B. Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl u.s.w.) und das Alkylenglykol 2-6 Kohlenstoffatome enthält. Beispiele für geeignete Monoalkyl-alkylenglykol-ether, umfassen Ethylenglykol-methyl- ether, Ethylenglykol-ethyl-ether, Ethylenglykol-butyl-ether, Ethylenglykol-hexyl-ether, Diethylenglykol-methyl-ether, Diethylenglykol-ethyl-ether, Diethylenglykol-butyl-ether, Propylenglykol-methyl-ether, Dipropylenglykol-methyl-ether, Tripropylenglykol-methyl-ether, Triethylenglykol-ethyl-ether, Triethylenglykol-methylether und ähnliche.
Das organische Lösemittel wird vorzugsweise in geringen Mengen verwendet wegen der Umweltbelange. Das organische Lösemittel wird typischerweise in einer Menge verwendet, die unter etwa 20 Gew.-% der Tintenzusammensetzung liegt, vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% der Tintenzusammensetzung und bevorzugter in einer Menge von etwa 1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% der Tintenzusammensetzung.
FEUCHTHALTEMITTEL: Die erfindungsgemäße Ink-Jet-Tintenzusammensetzung kann ein oder mehrere Feuchthaltemittel enthalten, um die Tinte vor dem Austrocknen an der Düsenspitze zu schützen. Jedes geeignete Feuchthaltemittel kann verwendet werden. Beispiele für geeignete Feuchthaltemittel umfassen aliphatische Polyole, wie Diole, Triole und andere Polyhydroxyverbindungen. Beispiele für geeignete Polyole umfassen Alkylenglykole, in denen die Alkylengruppe vorzugsweise 3-6 Kohlenstoffatome enthält, wie sie durch Propylenglykol, Butylenglykol, Hexylenglykol, Glycerin und ähnliche und deren Kombinationen repräsentiert werden. Propylenglykol ist ein weiteres bevorzugtes Feuchthaltemittel. Obwohl Ethylenglykol als Feuchthaltemittel dienen kann, sollte seine Verwendung wegen seiner Toxizität beschränkt werden.
Andere geeignete Beispiele für Feuchthaltemittel umfassen Polyalkylenglykole, wie Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Triethylenglykol, Tripropylenglykol, Tetraethylenglykol und Polyethylenglykol und deren Kombinationen. Beispiele für geeignete im Handel erhältliche Polyalkylenglykole umfassen Carbowax 200 und Carbowax 400, die mittlere Molekulargewichte von etwa 200 bwz. 400 haben. Polyalkylenglykole mit jedem geeigneten mittleren Molekulargewicht können verwendet werden und vorzugsweise diejenigen mit einem mittleren Molekulargewicht von weniger als 600, da höhermolekulare Polyalkylenglykole häufig zu einer unerwünschten Erhöhung der Viskosität der Tintenzusammensetzung führen.
Wie Fachleuten bewußt sein wird, wird die Menge der verwendeten Feuchthaltemittelkomponente in gewissem Maß vom Molekulargewicht des verwendeten Polyols abhängen, die Wirksamkeit nimmt im allgemeinen mit steigendem Molekulargewicht ab.
Jede geeignete Menge des Feuchthaltemittels kann verwendet werden. Das Feuchthaltemittel wird vorzugsweise in einer Menge von etwa 2 Gew.-% bis etwa 7 Gew.-% verwendet und bevorzugter in einer Menge von etwa 2 Gew.-% bis etwa 4 Gew.-% der Tintenzusammensetzung. Eine übermäßige Menge des Feuchthaltemittels wird die Viskosität der Zusammensetzung ungünstig erhöhen.
BIOZIDE: Die erfindungsgemäße Ink-Jet-Tintenzusammensetzung kann ein oder mehrere Biozide enthalten, um das Wachstum von Bakterien, Schimmel oder Pilzen zu verhindern. Jedes geeignete Biozid kann verwendet werden. Methyl-p-hydroxylbenzoat (METHYLPARABEN) und 6-Acetoxy-2,2-dimethyl-1,3-dioxan (erhältlich als GIV GUARD DXNR von Givaudan Corp.) sind geeignete Biozide, wobei das letztere ein bevorzugtes Biozid ist.
Jede geeignete Menge eines Biozids kann verwendet werden. Das Biozid liegt im allgemeinen in der erfindungsgemäßen Ink-Jet-Tintenzusammensetzung in einer ausreichenden Menge vor, um den Angriff durch Bakterien, Schimmel und Pilze zu verhindern. Das Biozid liegt im allgemeinen in einer Menge von etwa 0,0 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% der Zusammensetzung vor und bevorzugt in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,2 Gew.-% der Ink-Jet-Tintenzusammensetzung.
LEITFÄHIGKEITSMITTEL: Tintenzusammensetzungen zum Strahldrucken sollten, um beste Ergebnisse zu erzielen, einen niedrigen spezifischen Widerstand haben, wie innerhalb des Bereichs von etwa 50 bis etwa 2000 Ohm-cm. Wäßrige Ink-Jet-Tintenzusammensetzungen besitzen im allgemeinen den geforderten Reziprokwert der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit wegen der Anwesenheit von basischen Bestandteilen, wie Ammoniumhydroxid, die zum Neutralisieren der sauren Bindemittelharze verwendet werden. Falls erforderlich kann die gewünschte Leitfähigkeit durch Zugabe eines ionisierbaren Materials erreicht werden. Beispiele für solch ionisierbare Materialien umfassen Ammonium-, Alkali- und Erdalkalisalze, wie Ammoniumhydroxid, Lithiumnitrat, Lithiumchlorid, Lithiumthiocyanat, Lithiumtrifluormethansulfonat, Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Kaliumbromid, Calciumchlorid und ähnliche, Dimethylaminhydrochlorid und Hydroxylaminhydrochlorid. Jede geeignete Menge des ionisierbaren Materials kann verwendet werden. Normalerweise verleiht ein Gehalt des ionisierbaren Materials von bis zu etwa 2% die gewünschte Leitfähigkeit.
ENTSCHÄUMER: Die erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung kann vorzugsweise einen Entschäumer enthalten, um ein Schäumen der Tinte während ihrer Herstellung und ebenso während des Druckvorgangs zu verhindern. Jeder geeigneter Entschäumer, der Fachleuten bekannt ist, kann verwendet werden, vorzugsweise diejenigen, die mit Wasser mischbar sind. Geeignete Entschäumer umfassen Silicon-Entschäumer und acetylenische Entschäumer.
Beispiele für im Handel erhältliche Entschäumer umfassen Silicon-Entschäumer, wie DC-150, das von Dow Corning Co. erhalten werden kann, und SILVET I-77,720, 722 oder 7002, die von Union Carbide Co. erhalten werden können. Einbevorzugter Entschäumer ist XRM-3588ER, der von Ultra Additives Inc. in Paterson, New Jersey erhalten werden kann. XRM-3588E ist ein allgemein in Metallbearbeitungsflüssigkeiten verwendeter Entschäumer und hat eine Brookfield Viskosität (RVF Spindle #4, 20 RPM, 25ºC) von 6000 bis 9000 cP, ein spezifisches Gewicht von 0,984-1,032 und einen pH von 7,0- 8,5 (50%ige Lösung). Die chemische Zusammensetzung von XRM-3588E ist nicht veröffentlicht worden, und es wird angenommen, daß es ein Silicon-Entschäumer ist.
Beispiele für acetylenische Entschäumer umfassen die SURFYNOLR Marken-Entschäumer, die von Air Products und Chemical Co. in Allentown, Pennsylvania erhalten werden können. Eine Anzahl von SUR- FYNOL Entschäumern sind erhältlich einschließlich das bevorzugte SURFYNOL 104 (2,4,7,9-Tetramethyl-5-decin-4,7-diol), das als Lösung in einer Vielzahl von Lösemitteln erhalten werden kann, wie SURFYNOL 104A, SURFYNOL 104E, SURFYNOL 104H und SURFYNOL 104BC und andere SURFYNOLe, wie SURFYNOL GA, SURFYNOL SE, SURFYNOL TG, SUR- FYNOL PC, das Dimethylhexindiol SURFYNOL 61, das Dimethyloctindiol SURFYNOL 82, die ethoxylierten Derivate des Tetramethyldecindiols SURFYNOL 440, SURFYNOL 465 und SURFYNOL 485, sie alle können in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Der Entschäumer kann in jeder geeigneten Menge verwendet werden. Der Entschäumer wird im allgemeinen in einer Menge von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% der Ink-Jet-Tintenzusammensetzung verwendet, vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% der Ink-Jet-Tintenzusammensetzung und bevorzugter in einer Menge von etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-% der Ink- Jet-Tintenzusammensetzung.
VISKOSITÄT: Es ist wesentlich für die Praxis der vorliegenden Erfindung, daß die Tintenzusammensetzungen eine Viskosität im Bereich von etwa 1,0 bis etwa 10 cP und vorzugsweise von etwa 1,0 bis etwa 7,0 cP haben, gemessen bei 25ºC, um die gewünschten rheologischen Eigenschaften zu erreichen. Wie oben angegeben, ist die Viskosität der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung bequem einzustellen, wie Fachleuten bekannt ist, zum Beispiel durch geeignete Wahl der Menge und des Molekulargewichts des Bindemittelharzes, des organischen Lösemittels, des Wachses und der anderen Additive.
pH EINSTELLMITTEL: Falls erforderlich kann die Ink-Jet-Tintenzusammensetzung ein Mittel zum Einstellen des pH enthalten, wie eine Base, um sicherzustellen, daß das Bindemittelharz in dem wäßrigen Träger löslich oder dispergierbar bleibt. Zu diesem Zweck ist es wünschenswert, den pH der Tinte bei etwa 7,0 bis etwa 10,5 zu halten, vorzugsweise im Bereich von etwa 7,0 bis etwa 10,0. Der gewünschte pH wird von dem speziellen Harz und, wie den Fachleuten bekannt ist, in gewissem Ausmaß von den anderen verwendeten Komponenten abhängen. Obwohl anorganische Basen, wie Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid, verwendet werden können, kann ihre Anwesenheit in der gedruckten Mitteilung zu einer schlechten Wasserbeständigkeit nach dem Trocknen führen. Es ist daher bevorzugt, von einer organischen Base Gebrauch zu machen, die durch Verdampfung beseitigt werden kann. Am besten wird von einem Mittel zur Einstellung des pH Gebrauch gemacht, das schnell verdampft, um die Entwicklung der Wasserbeständigkeit beim Altern zu beschleunigen. Obwohl organische Amine verwendet werden können, ist es daher bevorzugt, Ammoniumhydroxid zur Steuerung des pH innerhalb des gewünschten Bereichs zu verwenden. Morpholin kann auch verwendet werden für eine lang anhaltende Stabilität während der Lagerung der Tintenzusammensetzung.
Jede geeignete Menge des Mittels zur Einstellung des pH kann verwendet werden. Im allgemeinen wird das Mittel zur Einstellung des pH in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% verwendet und vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,3 Gew.-% bis etwa 0,7 Gew.-% der Zusammensetzung. Übermäßiger Gebrauch des Mittels kann die Druckqualität ungünstig beeinflussen und auch Umweltbelange erhöhen.
Alle hier angegebenen Prozentgehalte sind Gewichtsprozente, bezogen auf das Gesamtgewicht der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung, wenn nicht anders angegeben.
Das folgende Beispiel erläutert die vorliegende Erfindung weiter, aber sollte natürlich nicht verstanden werden, daß es ihren Umfang irgendwie einschränkt.
Dieses Beispiel zeigt die Herstellung der erfindungsgemäßen Ink-Jet-Tintenzusammensetzung ebenso wie die Vorteile der erfindungsgemäßen Ink-Jet-Tintenzusammensetzung gegenüber bestimmten früher bekannten Tinten.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ink-Jet-Tintenzusammensetzung wurde hergestellt durch Zusammenbringen der unten angegebenen Bestandteile und deren Mischen durch kontinuierliches Rühren bis eine glatte Zusammensetzung erhalten wurde.

BESTANDTEILE Gew.-%

Deionisiertes Wasser 41,2
JONCRYL 67 Lösung (20% wäßrig, neutralisiert mit Ammoniumhydroxid, von S.C. Johnson) 40,0
N-Methyl-2-pyrrolidon (ISP Technologies) 1,5
GIV-GUARD DXN (Givaudan-Roure) 0,2
XRM Deföamer-3588E (Ultra Additives) 0,1
Carbon Black 91B188C Acrylpaste (Penn Color) 9,0
TEFLON TE-3667N (DuPont) 8,0
100,0
Die Ink-Jet-Tintenzusammensetzung wurde auf Glas-, Zinn-, Aluminium-, Polyethylen niedriger Dichte (LDPE)-, Polyethylen hoher Dichte (HDPE)-, Polypropylen- und PTFE-Platten gedruckt. Die Bilder wurden auf Kratzfestigkeit und Abriebfestigkeit getestet.
Die Festigkeit gegen Kratzen mit dem Fingernagel wurde geprüft, indem der Druck 10 mal gekratzt wurde unter Verwendung eines Fingernagels in einem nach unten gerichteten Strich mit leichtem mittlerem Druck. Die Abriebfestigkeit wurde geprüft, indem der Druck 10 mal gerieben wurde unter Verwendung eines sauberen Daumens in einer Richtung über den Druck mit mittlerem Druck.
Eine Kontroll-Tintenzusammensetzung wurde hergestellt unter Verwendung der obigen Bestandteile ohne TEFLON TE3667N. Die Kontroll-Tintenzusammensetzung wurde verwendet, um Bilder auf die obigen Substrate durch Strahldruck aufzubringen. Die Festigkeit gegen Kratzen mit dem Fingernagel und die Festigkeit gegen Reiben mit dem Finger wurden geprüft.
Es wurde gefunden, daß die Drucke von der Kontroll-Tintenzusammensetzung eine akzeptable Festigkeit gegen Reiben mit dem Finger auf allen der obigen Substrate hatte mit Ausnahme von TEFLON. Die Drucke von der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung hatten andererseits eine ausgezeichnete Festigkeit gegen Reiben mit dem Finger auf allen Substraten einschließlich der schwierig zu bedruckenden HDPE- und Polypropylen-Substrate. Die erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung ergibt eine verbesserte Festigkeit gegen Kratzen mit dem Fingernagel auf allen Substraten gegenüber der Kontroll-Tintenzusammensetzung.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem eine Ink-Jet-Tintenzusammensetzung bereit, wie oben ausgeführt, in der das Bindemittelharz in einer Menge von etwa 1 Gew.-% bis etwa 40 Gew.-% der Ink-Jet-Tintenzusammensetzung vorliegt, das organische Lösemittel in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% der Ink-Jet- Tintenzusammensetzung vorliegt, das Farbmittel in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% der Ink-Jet-Tintenzusammensetzung vorliegt, das Wachs in einer Menge von etwa 0,3 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-% der Ink-Jet-Tintenzusammensetzung vorliegt und der Entschäumer in einer Menge von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% der Ink-Jet-Tintenzusammensetzung vorliegt.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein Verfahren zum Drucken von kennzeichnenden Zeichen, die krat- und abriebfest sind, auf Substrate bereit, bei dem auf die Substrate strahlgedruckt wird unter Verwendung einer Ink-Jet-Tintenzusammensetzung, wie sie oben beschrieben ist, und die kennzeichnenden Zeichen getrocknet werden. Die Zeichen können durch jedes Verfahren getrocknet werden, das Fachleuten bekannt ist, einschließlich durch Heizen, z.B. durch Verwendung einer IR-Lampe.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner kennzeichnende Zeichen bereit, die durch das oben beschriebene Druckverfahren hergestellt sind.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung einer Ink-Jet-Tintenzusammensetzung zum Drucken von kratz- und abriebfesten kennzeichnenden Zeichen auf Papier-, Glas-, Metall- oder Kunststoffsubstrate bereit, bei dem Wasser, ein Farbmittel, ein Bindemittelharz und ein Polytetrafluorethylenwachs zusammengebracht und gemischt werden.

Claims

1. Ink-Jet-Tintenzusammensetzung zum Strahldrucken von kratzfesten und abreibfesten Bildern, Mitteilungen, Zeichen und ähnlichem auf Papier-, Glas-, Metall- und Kunststoffflächen, die Wasser, ein Farbmittel, ein Bindemittelharz und ein Polytetrafluorethylenwachs enthält.

2. Ink-Jet-Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, in der das Bindemittelharz ein Acrylcopolymer ist.

3. Ink-Jet-Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, in der das Acrylcopolymer ein Styrol-Acryl-Copolymer ist.

4. Ink-Jet-Tintenzusammensetzung nach Anspruch 3, in der das Styrol-Acryl-Copolymer eine Glasübergangstemperatur von 50ºC bis 105ºC und eine Säurezahl von 100 bis 250 hat.

5. Ink-Jet-Tintenzusammensetzung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, in der die Zusammensetzung eine Brookfield Viskosität von etwa 1,8 cps bis etwa 7,0 cps bei 25ºC, einen Reziprokwert der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit von etwa 20 Ohm-cm bis etwa 2000 Ohm-cm und eine Schallgeschwindigkeit von etwa 1200 Meter/Sekunde bis etwa 1700 Meter/Sekunde hat.

6. Ink-Jet-Tintenzusammensetzung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, in der das Farbmittel ein Pigment ist.

7. Ink-Jet-Tintenzusammensetzung nach Anspruch 6, in der das Pigment eine Teilchengröße von 0,01 um bis 1 um hat.

8. Ink-Jet-Tintenzusammensetzung nach Anspruch 6 oder 7, in der das Pigment Ruß ist.

9. Ink-Jet-Tintenzusammensetzung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, die außerdem ein organisches Lösemittel enthält.

10. Ink-Jet-Tintenzusammensetzung nach Anspruch 9, in der das organische Lösemittel N-Methylpyrrolidon ist.

11. Ink-Jet-Tintenzusammensetzung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, die außerdem einen Entschäumer enthält.

12. Ink-Jet-Tintenzusammensetzung nach Anspruch 11, in der der Entschäumer ein Siliconentschäumer ist.

13. Ink-Jet-Tintenzusammensetzung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, die außerdem ein Biozid enthält.

14. Verfahren zum Drucken von kennzeichnenden Zeichen, die kratz- und abriebfest sind, auf Substrate, bei dem auf die Substrate strahlgedruckt wird unter Verwendung einer Ink-Jet-Tintenzusammensetzung nach einem der vorausgehenden Ansprüche und die kennzeichnenden Zeichen getrocknet werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Substrat aus der Gruppe Glas, Metall und Kunststoff ausgewählt ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das Metallsubstrat Zinn oder Aluminium ist.

17. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das Kunststoffsubstrat ein Polyolefinsubstrat ist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das Polyolefin aus der Gruppe Polyethylen mit niedriger Dichte, Polyethylen mit hoher Dichte, Polypropylen und Polytetrafluorethylen ausgewählt ist.

19. Verfahren zur Herstellung einer Ink-Jet-Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem Wasser, ein Färbemittel, ein Bindemittelharz und ein Polytetrafluorethylenwachs zusammengebracht und gemischt werden.