EP1023408A2 - Verfahren und tinte zum erzeugen von wasserfesten markierungen auf oberflächen aus kunststoffmaterial - Google Patents

Verfahren und tinte zum erzeugen von wasserfesten markierungen auf oberflächen aus kunststoffmaterial

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EP1023408A2
EP1023408A2 EP98963399A EP98963399A EP1023408A2 EP 1023408 A2 EP1023408 A2 EP 1023408A2 EP 98963399 A EP98963399 A EP 98963399A EP 98963399 A EP98963399 A EP 98963399A EP 1023408 A2 EP1023408 A2 EP 1023408A2
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plastic
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C09D11/36—Inkjet printing inks based on non-aqueous solvents

Definitions

  • the invention relates to a method and an ink for producing waterproof markings on surfaces made of plastic material.
  • Ink jet printers work according to the ink jet method, in which ink droplets are produced in a printhead, which are ejected at high speed and directed against the substrate to be printed. Inks, which consist essentially of water and water-soluble dye, have prevailed.
  • Inks which consist essentially of water and water-soluble dye, have prevailed.
  • the problem with such inks and the ink jet printing process is that the films, if they have glossy, ie very flat surfaces, cannot be printed because the surface is not wetted by the ink droplets becomes. Accordingly, very expensive transparent foils must be used, the surface of which is roughened or coated in a complex manner. Similar problems arise when high-quality presentation graphics that can be viewed in reflected light are to be produced on glossy paper. The surfaces of such coated films or glossy papers are usually not waterproof or weatherproof, so that further complex measures are required.
  • the invention has for its object to provide a method for producing waterproof markings on conventional, possibly also glossy plastic surfaces by means of an ink, in which the markings or prints quickly become smudge-proof and water-resistant after application.
  • the invention is further based on the object of providing an ink which is suitable for the method according to the invention and which does not dry or dries only very slowly at the nozzles of inkjet printers or other printers and also at the tips of writing implements, such as hand-held writing implements.
  • the ink containing the low-volatile solvent and the dye dissolved therein is applied to the plastic material, the plastic material absorbing the solvent or being dissolved by the solvent.
  • the dye dissolved in the solvent penetrates into the plastic surface so that it is absorbed in it in a waterproof and smudge-proof manner.
  • the result is that the dye is actually incorporated into the plastic and does not become only settles on the surface of the plastic, which would result in a poorer appearance and, above all, no satisfactory smudge resistance and water resistance.
  • the fact that the dye is embedded in the plastic material also ensures that the resulting product is stable against all materials which do not dissolve the plastic surface.
  • a particularly good marking or printing image is achieved with the features of claim 3.
  • the method can be carried out particularly inexpensively, it being ensured that essentially only the water and not the solvent evaporates.
  • water-resistant and smudge-proof printed products, presentation graphics, etc. can be produced by means of the ink-jet printing method, whereby the field of application of the inexpensive ink-jet printing method is expanded considerably. It is possible to work with conventional transparencies without the need for expensive roughening and / or coatings.
  • Claim 7 is directed to an exemplary selection of solvents which are advantageously contained in the ink.
  • Claim 8 specifies examples of plastic surfaces for which the method according to the invention or the ink according to the invention can advantageously be used.
  • the invention is explained below with reference to a schematic drawing, for example and with further details.
  • the single figure shows the essential process steps taking place in the method according to the invention when working with an inkjet printer and a suitable ink containing water, a solvent and dye.
  • a conventional ink jet print head 2 jets or drops 2 ink droplets 4 in the direction of a film 6.
  • step (b) the ink droplets 4 impinging on the film 6 form an ink layer 8 which covers or wets a predetermined area of the film 6.
  • the dye is dissolved in the solvent and preferably also in water.
  • the solvent which wets and dissolves the surface of the film 6, ensures a uniform coating of the film 6.
  • the coating or wetting is optionally supported by surface-active additives. Because the solvent is less volatile than the water, the water evaporates (arrows according to B), whereas the solvent together with the dye dissolved therein (c) penetrates into the film 6.
  • the layer 10 ((c)) which is increasingly depleted in water, penetrated into the surface of the film 6 in step (d) and forms a 22f. protruding slightly above the surface of the film 6, with the material of the fo lie 6 networked color layer 12.
  • a formulation example of an ink which is advantageously suitable for surfaces made of cellulose acetate or soft PVC is the following (all figures in% by weight):

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Erzeugen von wasserfesten Markierungen auf Kunststoffoberflächen mittels Tinte wird eine Tinte, die ein wenig flüchtiges Lösungsmittel mit einem Dampfdruck kleiner 20 mbar bei 20 °C und einem darin gelösten Farbstoff auf das Kunststoffmaterial aufgebracht, wobei das Kunststoffmaterial das wenig flüchtige Lösungsmittel weitgehend absorbiert.

Description

Verfahren und Tinte zum Erzeugen von wasserfesten Markierungen auf Oberflächen aus Kunststoffmaterial
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Tinte zum Erzeugen von wasserfesten Markierungen auf Oberflächen aus Kunststoffmaterial.
Für wasserfeste, widerstandsfähige Markierungen, insbesondere Bedruckungen, mittels Tinte besteht ein hoher Bedarf in vielen technischen Gebieten, insbesondere im graphi- sehen Gewerbe. Mehr und mehr gewinnt dabei die computerunterstützte Bedruckung an Bedeutung, wobei sich Tintenstrahldrucker wegen ihrer Flexibilität im Einsatz und ihrer Wirtschaftlichkeit anbieten.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß herkömmliche Tinten, wie sie beipielsweise in Permanent- markern verwendet werden, zur Erzeugung von wasserfesten Markierungen mittels Tintenstrahldruckern aus Gründen der geringen Oberflächernspannung und des schnellen Eintrocknens an den Druckdüsen nicht geeignet sind. Ebenso sind Tinten auf Pigmentbasis nicht geeignet, da zur Fixierung der Pigmente auf den Kunststoff Oberflächen hohe Anteile von Bindemitteln in der Tinte benötigt werden, die ebenfalls zum schnellen Eintrocknen an den Duckdüsen führen. Die Verwendung von Flüssigkeiten bzw. Tinten mit geringer Flüchtigkeit zur Verhinderung des Eintrocknens führt zu nicht akzeptablen Trocknungszeiten der Markierungen auf den Kunststoffoberflächen.
Tintenstrahldrucker funktionieren nach dem Tintenstrahlverfahren, bei dem in einem Druckkopf Tintentröpfchen erzeugt werden, die mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßen und gegen die zu bedruckende Unterlage gerichtet werden. Dabei haben sich Tinten durchgesetzt, die im wesentlichen aus Wasser und in Wasser löslichem Farbstoff bestehen. Beim Herstellen von Präsentationsgraphiken, bei denen durchsichtige Folien bedruckt werden, stellt sich bei solchen Tinten und dem Tintenstrahldruckverfahren das Problem, daß die Folien, wenn sie glänzende, d.h. sehr ebene Oberflächen haben, nicht bedruckt werden können, da die Oberfläche von den Tintentröpfchen nicht benetzt wird. Ent- sprechend müssen sehr teuere durchsichtige Folien verwendet werden, deren Oberfläche in aufwendiger Weise aufgerauht oder beschichtet ist. Ahnliche Probleme stellen sich, wenn hochwertige, in Auflicht betrachtbare Präsentationsgraphiken auf Glanzpapier hergestellt werden sollen. Die Oberflächen solcher beschichteten Folien oder Glanzpapiere sind meistens nicht wasser- bzw. wetterfest, sodaß dafür weitere aufwendige Maßnahmen erforderlich sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung von wasserfesten Markierungen auf üblichen, ggfs. auch glänzenden Kunststoffoberflächen mittels einer Tinte zu schaffen, bei dem die Markierungen bzw. Bedruckungen nach dem Aufbringen rasch wisch- und wasserfest werden. Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, eine für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Tinte zu schaffen, die an den Düsen von Tintenstrahldruckern oder sonstigen Druckern sowie auch an den Spitzen von Schreibgeräten, wie Handschreibgeräten, nicht oder nur sehr langsam eintrocknet.
Der das Verfahren betreffende Teil der Erfindungsaufgabe wird mit dem Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfmdungsgemäßen Verfahren wird die das wenig flüchtige Lösungsmittel und den darin gelösten Farbstoff enthaltende Tinte auf das Kunststoffmaterial aufgebracht, wobei das Kunststoffmaterial das Lösungsmittel absorbiert bzw. von dem Lösungsmittel angelöst wird. Dabei dringt der in dem Lösungsmittel gelöste Farbstoff in die Kunststoffoberfläche ein, so daß er darin wasserfest und wischfest aufgenommen ist. Mit der Schwerflüchtigkeit - j -
des Lösungsmittels, die sich darin zeigt, daß das Lösungsmittel im wesentlichen in das Kunststoffmaterial eindringt und die Tinte dadurch trocknet und nicht dadurch, daß das Lösungsmittel sich in der Umgebungsluft verflüchtigt, wird erreicht, daß der Farbstoff tatsächlich in den Kunststoff eingebaut wird und sich nicht lediglich oberflächlich auf dem Kunststoff absetzt, was rein optisch ein schlechteres Aussehen und vor allem keine zufriedenstellende Wischfestigkeit und Wasserfestigkeit ergeben würde. Dadurch, daß der Farbstoff in das Kunststoffmaterial eingebettet ist, wird auch erreicht, daß das entstehende Erzeugnis gegenüber allen Materialien stabil ist, die die Kunststoffoberfläche nicht anlösen.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 ist gewährleiset, daß ein möglichst geringer Teil des Lösungsmittels abdampft, sodaß es wirksam in die Kunststoffoberfläche eindringen kann.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 3 wird ein besonders gutes Markierungs- bzw. Druck- bild erzielt.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 4 ist das Verfahren besonders kostengünstig durchführbar, wobei gewährleistet ist, daß im wesentlichen nur das Wasser und nicht das Lösungsmittel verdampft.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 5 lassen sich mittels des Tintenstrahldruckverfahrens wasserfeste und wischfeste Druckerzeugnisse, Präsentationsgraphiken usw. herstellen, wodurch das Einsatzgebiet des kostengünstigen Tintenstrahldruckverfahrens ganz erheblich erweitert wird. Es kann mit üblichen Transparentfolien gearbeitet werden, ohne daß teure Aufrauhungen und/oder Beschichtungen erforderlich sind.
Der auf die Tinte gerichtete Teil der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.
Der Anspruch 7 ist auf eine beispielhafte Auswahl von Lösungsmitteln gerichtet, die vorteilhafterweise in der Tinte enthalten sind.
Der Anspruch 8 gibt Beispiele von Kunstoffoberflächen an, für die das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Tinte vorteilhafterweise verwendbar ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert. Die einzige Figur zeigt die wesentlichen, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ablaufende Verfahrensschritte, wenn mit einem Tintenstrahldrucker und einer dafür geeigneten, Wasser, ein Lösungsmittel und Farbstoff enthaltenen Tinte gearbeitet wird.
Gemäß (a) strahlt bzw. spritzt ein herkömmlicher Tmtenstrahldruckkopf 2 Tintentröpfchen 4 in Richtung auf eine Folie 6 ab.
Im Schritt (b) bilden die auf die Folie 6 aufgeprallten Tintentröpfchen 4 eine Tintenschicht 8, die einen vorbestimmten Bereich der Folie 6 bedeckt bzw. benetzt. Der Farbstoff ist im Lösungsmittel und vorzugsweise auch im Wasser gelöst. Das Lösungsmittel, das die Oberfläche der Folie 6 benetzt und anlöst, sorgt für eine gleichmäßige Beschichtung der Folie 6. Die Beschichtung bzw. Benetzung wird ggf. durch oberflächenaktive Additive unterstützt. Dadurch, daß das Lösungsmittel weniger flüchtig als das Wasser ist, verdampft das Wasser (Pfeile gemäß B), wohingegen das Lösungsmittel zusammen mit dem darin gelös- ten Farbstoff gemäß (c) in die Folie 6 eindringt. Die zunehmend an Wasser verarmende Schicht 10 ((c)) ist im Schritt (d) in die Oberfläche der Folie 6 eingedrungen und bildet eine 22f. leicht über die Oberfläche der Folie 6 hinausstehende, mit dem Material der Fo- lie 6 vernetzte Farbschicht 12.
Die Farbschicht bzw. bei Ausbildung eines vollständigen Bildes das Farbbild hat ein hochwertiges Aussehen, ist mechanisch stabil und wasserfest.
Ein Formulierungsbeispiel einer vorteilhafterweise für Oberflächen aus Celluloseacetat oder Weich-PVC geeigneten Tinte ist folgendes (alle Angaben in Gewichts %):
0 - 50 % Methylpyrrolidon 0 - 50 % Diethylglykolmonoethylester,
1 - 20 % Farbstoff CI Solvent Black 29, 0,01 - 5 % Netzmittel
0,1 - 5 % Netzmittel ad 100 % Wasser
Sehr gute Ergebnisse werden mit folgender Tinte erzielt:
20 % Methylpyrrolidon, 20 % Diethylenglykolmonoethylester, 5 % Farbstoff CI Solvent Black 29 , weniger als 5% Netzmittel und Konservierungsstoffe, ad 100 % Wasser.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Erzeugen von wasserfesten Markierungen auf Oberflächen aus Kunststoffmaterila mittels einer Tinte, die ein wenig flüchtiges Lösungsmittel mit einem Dampfdruck kleiner 20 mbar bei 20°C und einen darin gelösten Farbstoff enthält, wobei die Tinte auf das Kunststoffmaterial aufgebracht wird, welches das wenig flüchtige Lösungsmittel weitgehend absorbiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Lösungsmittel einen Dampfdruck kleiner 10 mbar bei 20°C hat.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Lösungsmittel vollständig von dem Kunststoffmaterial absorbiert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Tinte Wasser enthält.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Tinte mittels Tinten- strahldruckverfahren aufgebracht wird.
6. Tinte zum Erzeugen wasserfester Markierungen auf Kunststoffoberflächen, enthaltend ein vom Kunststoffmaterial absorbierbares, wenig flüchtiges Lösungsmittel mit einem Dampfdruck kleiner 20mbar bei 20°C und in dem Lösungsmittel gelösten Farbstoff.
7. Tinte nach Anspruch 6 , wobei das Lösungsmittel Methylpyrrolidon, Ethy lencar- bonat, Propylencarbonat, Ester von Carbonsäuren, Diole, Triole, Glykole, Ketone, Ether, Alkohole, Formamide, Alkane und/ oder deren Derivate enthält.
8. Verwendung der Tinte nach einem der Ansprüche 6 oder 7 zum Aufbringen von Markierungen auf Oberflächen aus Celluloseacetat, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polyacrylat, Polyamid, Polycarbonat, Polysulfon und/oder deren Derivate und Copolyme- re.
EP98963399A 1997-10-06 1998-10-02 Verfahren und tinte zum erzeugen von wasserfesten markierungen auf oberflächen aus kunststoffmaterial Withdrawn EP1023408A2 (de)

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