EP2291466A1 - Ink jet ink - Google Patents

Ink jet ink

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Publication number
EP2291466A1
EP2291466A1 EP09768884A EP09768884A EP2291466A1 EP 2291466 A1 EP2291466 A1 EP 2291466A1 EP 09768884 A EP09768884 A EP 09768884A EP 09768884 A EP09768884 A EP 09768884A EP 2291466 A1 EP2291466 A1 EP 2291466A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
inkjet ink
weight
pigment
ink according
ink
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09768884A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Nicole Howald
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pelikan Hardcopy Production AG
Original Assignee
Pelikan Hardcopy Production AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pelikan Hardcopy Production AG filed Critical Pelikan Hardcopy Production AG
Publication of EP2291466A1 publication Critical patent/EP2291466A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C09D11/32—Inkjet printing inks characterised by colouring agents
    • C09D11/328—Inkjet printing inks characterised by colouring agents characterised by dyes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C09D11/32—Inkjet printing inks characterised by colouring agents
    • C09D11/324—Inkjet printing inks characterised by colouring agents containing carbon black

Definitions

  • the invention relates to an inkjet ink, which is characterized in that it dries quickly in inkjet printing.
  • Satellites are the smaller droplets ejected along with the main drop in inkjet printing. They are annoying because they appear as small dots next to the printed line. It is therefore the aim to reduce or completely exclude these in their number. There may be skew if the inkjet ink, e.g. too high viscosity, too slow reaction to the ejection pulse of the printer.
  • inkjet inks allegedly solve this problem by means of a very low surface tension of, for example, less than 25 mN / m and a comparatively high viscosity of about 2.8 mPas.
  • standard inkjet inks with pigments for commercial office printers often do not dry up quickly enough. Depending on the paper, drying takes up to 15 seconds, or they are sluggish and printed at offset.
  • the invention therefore an object of the invention to propose an inkjet ink, which does not have the above-mentioned disadvantages of the prior art, according to which is fast drying after printing, with no offset and no possible satellites appear during printing. Also, a sufficiently long service life without drying should be possible.
  • an inkjet ink which contains as colorant about 5 to 9 wt .-% dye or 2 to 5 wt .-% pigment, about 23 to 27 wt .-% humectant in the form of glycerol and a or more glycols, glycerine not more than 11% by weight and not less than 3% by weight, about 0.1 to 0.5% by weight of surfactants, about 0.25 to 2% by weight of wetting agent and balance water and optionally other additives.
  • the inventors arrived at this advantageous inkjet ink on the basis of the following considerations: it might be assumed that in principle there is no problem in producing a fast-drying inkjet ink. In this case, one could consider adjusting the surface tension as low as possible and also including wetting agents. However, not all issues are resolved here. If there are too many wetting agents or surfactants in the inkjet ink, you will already have fewer documents, a "see-saw" at the nozzles and, as a result, nozzle misfires. In this regard, reference is made to Example 2 of the table shown later. Also with the wetting agents a special selection is important.
  • the printhead When adding isopropanol, the printhead clogs after a short time even though the recipe actually contains enough humectants (see example 1 of the table). The amount of humectant is also of great importance. If it is too low, there will quickly be an ink lake below the printhead. The nozzles on the printhead remain free (see Examples 3 and 4 of the above table). If the amount of humectant is too high, then the barcode or font is unreadable because it prints with offset. This creates a zigzag line instead of a straight line. This can be seen by the following examples 5 and 6 of the table given.
  • Examples 4, 9 and 5 show the series with similar formulation: too little moisturizer, ie rapid formation of an ink lake, proper amount of humectant and too much humectant with offset pressure.
  • the ink has a surface tension of about 32 to 38 mN / m.
  • the framework Viscosity of 2 to 3 mPas, in particular about 2.4 to 2.6 mPas measured with a Brookfield rheometer advantage.
  • the inkjet ink according to the invention contains a dye or a pigment.
  • a dye or a pigment is a black dye or a black pigment, which may be organic or inorganic black pigments.
  • the black pigment is present in particular in the form of a self-dispersing carbon black, while the black pigment is especially reactive black.
  • the black self-dispersing pigments are, in particular, those which have one or more functional groups in the form of a carbonyl, carboxy, hydroxyl and / or sulphonyl group or a salt thereof bonded to the surface by means of a special surface treatment.
  • Such black pigments are addressed, for example, in EP 0 797 636 B1.
  • a particularly preferred example of such a self-dispersing black pigment is sold by Cabot, USA, under the trade name CabOJet 300N.
  • they can be conventional black pigments, such as Pigment Black 7.
  • the inkjet ink in the case of a dye must contain about 5 to 9 wt .-% dye and about 2 to 5 wt .-% pigment. It is preferred that the amount of dye is about 6 to 9 wt .-%, and the pigment is about 2 to 4 wt .-%.
  • the particle size of the black pigments used according to the invention corresponds to the commercial particle size. It is preferably about 0.1 .mu.m, in particular less than about 0.2 microns. The range of about 0.01 to 0.2 .mu.m, in particular from 0.03 to 0.15 microns is considered particularly preferred.
  • a humectant in the relatively narrow range of 23 to 27 Wt .-%, wherein the invention here is subject to the additional restriction that it is glycerol and additionally one glycol or more glycols, wherein the maximum amount of glycerol may not be more than 11 wt .-%, so that the ink is not too dries slowly.
  • the minimum amount should not be less than 3% by weight so that the ink does not dry on the nozzles.
  • Diethyleneglycol and / or ethylene glycol have proved to be particularly advantageous among the glycols.
  • tensides be included in an amount of from 0.1 to 0.5% by weight, in particular from 0.1 to 0.3% by weight.
  • the surface tension should be optimally adjusted.
  • Particularly suitable for this purpose are the commercially referred to as "Surfynol" products.
  • Particularly advantageous is the commercially available Surfynol 440 (polyethoxylated 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol), Surfynol 104 (2,4,7,9-tetramethyl-5- Decyne-4,7-diol) and Surfynol 465 sold by Air Products, the so-called Silwet copolymer L7607.
  • Surfactants which correspond or are close to the commercial products Surfynol and Siidew are shown in EP 1 586 612 A1 in the formula (a.a.O., [0014] and [0015]). Furthermore, particularly suitable surfactants can be expertly determined among the known surfactants.
  • the inkjet ink of the invention must still, as already mentioned, about 0.25 to 2 wt .-% wetting agent, the range of about 0.5 to 1.5 wt .-% for a particularly advantageous solution of the problem leads.
  • butyldiglycol has proved to be particularly suitable here.
  • the commercial products Dowanol PnP (boiling point 149 ° C, problem glycol n-propyl ether) and Dowanol PnB (boiling point 171 ° C, propylene glycol n-butyl ether).
  • the wetting agents which come into consideration according to the invention act in such a way that they can control the penetration of the inkjet ink into, for example, paper. This function fulfills in particular the mentioned butyldiglycol, but also the dowanols.
  • surfactants and, on the other hand, wetting agents in the practice of the invention the following should also be pointed out:
  • the surfactants lower the surface tension of the ink, the wetting agents help the ink to penetrate the paper more quickly.
  • the invention makes it possible to include further additives which provide further advantageous results, but do not affect the solution of the task.
  • This may be, for example, pH adjusting agent for setting a desirable pH of about 7, wherein an amount of about 0.01 to 1 wt .-%, in particular from 0.05 to 0.5 wt .-%, as particularly preferably applies.
  • Particularly preferred pH adjusters include triethanolamine. Equally suitable is ethanolamine.
  • a complexing agent in an amount of about 0.05 to 0.5 wt .-%, in particular from about 0.05 to 0.20.
  • the sodium salt of EDTA tetrasodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid
  • a biocide in an amount of about 0.01 to 0.5% by weight, in particular of about 0.015 to 0.3% by weight, in particular during prolonged storage of the inkjet ink according to the invention to improve storage stability.
  • biocides may be mentioned: an aqueous solution of 1,2-benzisothiazolin-3-one in dipropylene glycol (Proxyl GXL) and a mixture of 2-octyl-2H-isothiazol-3-one and benzylhemiformal (Preventol D2 +) and a mixture from benzyl alcohol mono (poly) -hemiformal and benzylhemiformal.
  • the product Disperbyk-184 are to be assigned: an amine number in mg KOH / g of 15, a density at 20 0 C in g / ml of 1.09 and 52% of nonvolatile components, wherein the solvent is dipropylene glycol monomethyl ether / Propylene glycol is 2/1.
  • the Disperbyk 190 is that it contains as solvent water and is characterized by an acid number in mg KoH / g of 10, a density at 20 0 C in g / ml of 1.06 and a non-volatile content of 40.0 %.
  • the commercial product ZetaSperse 1600® is still suitable. It is a polymeric dispersant.
  • the active ingredients account for 50% of the inactive form with water / propylene glycol to a large extent the remainder. It is a clear liquid that is slightly reddish.
  • the viscosity at 25 ° C is 200 cps and the proportion of VOC is less than 14% according to the international method Directive 2004/42 / CE and less than 24% according to the EPA method 24. In the context of the invention, it does not serve essentially to disperse pigments, but to improve the ink ejection (see Example 10).
  • suitable for the purposes of the invention are low molecular weight polyvinylpyrrolidones, for example types K12 or K15. The gross formula can be reproduced with (C 6 H 9 NO) n with the further indication CAS: 9003-39-8.
  • the designated low types K12 and K15 are homopolymers in the series of polyvinylpyrrolidone. These are white or yellowish powders which are sold in the form of an aqueous solution. Incorporation of these special polymers not only allows the amount of humectant to be increased to between 20 and 30%. Rather, the inclusion of such a polymer improves the drop ejection
  • the viscosity of the polymer inkjet inks of the present invention is preferably between about 2.1 and 2.8 mPas (see, for example, Example 10 of the aforementioned Table), with the range of 2.2 to 2.7 mPas being particularly preferred.
  • mN / m can be specified 33 to 37 mN / m.
  • the invention provides an advantageous fast-drying inkjet ink which dries almost immediately or requires a maximum of a few seconds for this purpose. It leads to an easily legible print image, prints without offset and largely avoids the phenomenon of the formation of "satellites". Your life is very satisfying.

Abstract

The invention relates to ink jet ink, comprising approximately 5 to 9 wt.-% dye or approximately 2 to 5 wt.-% pigment as a coloring agent, approximately 23 to 27 wt.-% humectants in the form of glycerin and one or more glycols, wherein glycerin is no more than 11 wt.-% and no less then 3 wt.-%, approximately 0.1 to 0.5 wt.-% surfactants, approximately 0.25 to 2 wt.-% wetting agents and the remainder water and optionally further additives. Said ink jet ink dries quickly and does not exhibit any misalignment and no formation of satellites when printed. It has a sufficiently long shelf life.

Description

Inkjet-Tinte Inkjet ink
Die Erfindung betrifft eine Inkjet-Tinte, die sich dadurch auszeichnet, dass sie beim Ink- jet-Druck schnell trocknet.The invention relates to an inkjet ink, which is characterized in that it dries quickly in inkjet printing.
Industriedrucker, die Papiere schnell verarbeiten, benötigen eine schnell trocknende Inkjet-Tinte. Diese sollte auf bedrucktem Papier möglichst sofort eintrocknen und hierzu ma- ximal wenige Sekunden benötigen. Darüber hinaus sollte die Inkjet-Tinte zudem gut lesbar sein, ohne Versatz homogen drucken und dabei möglichst nicht die Erscheinung der Bildung von "Satelliten" zeigen. Satelliten sind die kleineren Tröpfchen, die zusammen mit dem Haupttropfen beim Inkjet-Druckvorgang ausgestoßen werden. Sie sind störend, da sie als kleine Punkte neben der eigendlich gedruckten Linie erscheinen. Es ist daher Ziel, diese in ihrer Zahl weitgehend zu reduzieren bzw. gänzlich auszuschließen. Es kann Versatz geben, wenn die Inkjet-Tinte, z.B. durch zu hohe Viskosität, zu träge auf den Ausstoßimpuls des Druckers reagiert. Dadurch landet der Tropfen nicht auf der dafür vorgesehenen Stelle auf dem zu bedruckenden Papier, sondern daneben. Hierdurch entsteht eine Zickzacklinie an Stelle der gewünschten geraden Linie. Schließlich darf eine derartige Inkjet-Tinte auch nach längerem Stehen bzw. Aufbewahren nicht eintrocknen. Beispiele für die angesprochenen Industriedrucker sind Beleg-, Adress- oder Etikettendrucker.Industrial printers that process papers quickly require a fast-drying inkjet ink. It should dry on printed paper as soon as possible and take a maximum of a few seconds to do so. In addition, the inkjet ink should also be easy to read, print homogeneously without offset and, if possible, should not show the appearance of the formation of "satellites". Satellites are the smaller droplets ejected along with the main drop in inkjet printing. They are annoying because they appear as small dots next to the printed line. It is therefore the aim to reduce or completely exclude these in their number. There may be skew if the inkjet ink, e.g. too high viscosity, too slow reaction to the ejection pulse of the printer. As a result, the drop does not land on the designated place on the paper to be printed, but next to it. This creates a zigzag line instead of the desired straight line. Finally, such an inkjet ink must not dry even after prolonged standing or storage. Examples of the mentioned industrial printers are receipt, address or label printers.
Zur Lösung der oben angesprochenen Probleme sind im Stand der Technik bereits Wege aufgezeigt. Handelsübliche Inkjet-Tinten lösen dieses Problem vermutlich durch eine sehr niedrige Oberflächenspannung von beispielsweise kleiner 25 mN/m und eine vergleichsweise hohe Viskosität von etwa 2,8 mPas. Standardinkjet-Tinten mit Pigmenten für handelsübliche Bürodrucker trocknen dagegen oft nicht hinlänglich schnell. Je nach Papier dauert das Trocknen bis zu 15 Sekunden, oder sie sind träge und werden mit Versatz gedruckt. Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Inkjet-Tinte vorzuschlagen, die die oben bezeichneten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist, demzufolge nach dem Drucken schnelltrocknend ist, wobei beim Drucken kein Versatz und möglichst keine Satelliten in Erscheinung treten. Auch soll eine hinlänglich lange Standzeit ohne Eintrock- nen möglich werden.To solve the above-mentioned problems, ways have already been pointed out in the prior art. Commercially available inkjet inks allegedly solve this problem by means of a very low surface tension of, for example, less than 25 mN / m and a comparatively high viscosity of about 2.8 mPas. In contrast, standard inkjet inks with pigments for commercial office printers often do not dry up quickly enough. Depending on the paper, drying takes up to 15 seconds, or they are sluggish and printed at offset. The invention therefore an object of the invention to propose an inkjet ink, which does not have the above-mentioned disadvantages of the prior art, according to which is fast drying after printing, with no offset and no possible satellites appear during printing. Also, a sufficiently long service life without drying should be possible.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Inkjet-Tinte gelöst, die enthält: als Farbmittel etwa 5 bis 9 Gew.-% Farbstoff oder 2 bis 5 Gew.-% Pigment, etwa 23 bis 27 Gew.- % Feuchthaltemittel in Form von Glycerin und eines oder mehrerer Glykole, wobei Glyce- rin nicht mehr als 11 Gew.-% und nicht weniger als 3 Gew.-% ausmacht, etwa 0,1 bis 0.5 Gew.-% Tenside, etwa 0,25 bis 2 Gew.-% Netzmittel und Rest Wasser und gegebenenfalls weitere Additive.According to the invention, this object is achieved by an inkjet ink which contains as colorant about 5 to 9 wt .-% dye or 2 to 5 wt .-% pigment, about 23 to 27 wt .-% humectant in the form of glycerol and a or more glycols, glycerine not more than 11% by weight and not less than 3% by weight, about 0.1 to 0.5% by weight of surfactants, about 0.25 to 2% by weight of wetting agent and balance water and optionally other additives.
Die Erfinder sind aufgrund folgender Erwägungen zu dieser vorteilhaften Inkjet-Tinte ge- langt: Man könnte davon ausgehen, dass es prinzipiell kein Problem bereitet, eine schnelltrocknende Inkjet-Tinte herzustellen. Hierbei könnte man in Erwägung ziehen, die Oberflächenspannung möglichst tief einzustellen und zusätzlich Netzmittel einzubeziehen. Hierbei werden jedoch nicht alle Probleme behoben. Liegen zuviel Netzmittel oder Tenside in der Inkjet-Tinte vor, dann hat man beim Drucken bereits weniger Belege, einen "Ηnten- see" an den Düsen und als Folge davon Düsenaussetzer. Diesbezüglich sei auf das Beispiel 2 der später dargestellten Tabelle verwiesen. Auch bei den Netzmitteln ist eine besondere Auswahl von Bedeutung. Bei der Zugabe von Isopropanol verstopft der Druckkopf bereits nach kurzer Standzeit, obwohl die Rezeptur eigentlich genug Feuchthaltemittel enthält (siehe hierzu Beispiel 1 der Tabelle). Auch die Menge des Feuchthaltemittels ist von großer Bedeutung. Liegt sie zu niedrig, gibt es schnell einen Tintensee unterhalb des Druckkopfes. Die Düsen am Druckkopf bleiben dabei frei (sh. hierzu Beispiele 3 und 4 der besagten Tabelle). Ist die Menge des Feuchthaltemittels zu hoch, dann ist der Barcode oder die Schrift nicht lesbar, da mit Versatz gedruckt wird. So entsteht an Stelle einer geraden Linie eine Zickzack-Linie. Dies wird durch die nachfolgenden Beispiele 5 und 6 der angegebenen Tabelle erkennbar. Die Beispiele 4, 9 und 5 zeigen die Reihe mit ähnlicher Rezeptur: zu wenig Feuchthaltemittel, d.h. schnelle Bildung eines Tintensees, richtige Menge an Feuchthaltemittel und zuviel Feuchthaltemittel mit Versatzdruck. Die Tinte haben eine Oberflächenspannung von etwa 32 bis 38 mN/m. Gleichermaßen ist die Rah- menbedingung für die Viskosität von 2 bis 3 mPas, insbesondere etwa 2,4 bis 2,6 mPas, gemessen mit einem Brookfield-Rheometer, von Vorteil. Unter Berücksichtigung dieser Erkenntnisse der Erfinder, haben diese die Inkjet-Tinte gemäß Anspruch 1 entwickelt. Die Ansprüche 1 bis 8 stellen bevorzugte Ausgestaltungen der Inkjet-Tϊnte gemäß Anspruch 1 dar. Hierzu im Einzelnen:The inventors arrived at this advantageous inkjet ink on the basis of the following considerations: it might be assumed that in principle there is no problem in producing a fast-drying inkjet ink. In this case, one could consider adjusting the surface tension as low as possible and also including wetting agents. However, not all issues are resolved here. If there are too many wetting agents or surfactants in the inkjet ink, you will already have fewer documents, a "see-saw" at the nozzles and, as a result, nozzle misfires. In this regard, reference is made to Example 2 of the table shown later. Also with the wetting agents a special selection is important. When adding isopropanol, the printhead clogs after a short time even though the recipe actually contains enough humectants (see example 1 of the table). The amount of humectant is also of great importance. If it is too low, there will quickly be an ink lake below the printhead. The nozzles on the printhead remain free (see Examples 3 and 4 of the above table). If the amount of humectant is too high, then the barcode or font is unreadable because it prints with offset. This creates a zigzag line instead of a straight line. This can be seen by the following examples 5 and 6 of the table given. Examples 4, 9 and 5 show the series with similar formulation: too little moisturizer, ie rapid formation of an ink lake, proper amount of humectant and too much humectant with offset pressure. The ink has a surface tension of about 32 to 38 mN / m. Similarly, the framework Viscosity of 2 to 3 mPas, in particular about 2.4 to 2.6 mPas measured with a Brookfield rheometer advantage. Taking into account these findings of the inventors, they have developed the inkjet ink according to claim 1. Claims 1 to 8 represent preferred embodiments of the inkjet ink according to claim 1. In detail for this purpose:
Die Inkjet-Tinte gemäß der Erfindung enthält einen Farbstoff oder ein Pigment. Vorzugsweise handelt es sich um einen schwarzen Farbstoff oder ein schwarzes Pigment, wobei diese organische oder anorganische Schwarzpigmente sein können. Das schwarze Pig- ment liegt insbesondere in Form eines selbstdispergierenden Rußes vor, während der schwarze Farbstoff insbesondere Reactive Black darstellt. Bei den schwarzen selbstdispergierenden Pigmenten handelt es sich insbesondere um solche, die auf der Oberfläche durch eine spezielle Oberflächenbehandlung eine oder mehrere funktionelle Gruppen in Form einer Carbonyl-, Carboxy-, Hydroxyl- und/oder Sulphonylgruppe oder eines Salzes davon gebunden aufweisen. Derartige Schwarzpigmente werden beispielsweise in der EP 0 797 636 Bl angesprochen. Ein besonders bevorzugtes Beispiel eines derartigen selbstdispergierenden schwarzen Pigments wird von der Fa. Cabot, USA, unter der Handelsbezeichnung CabOJet 300N vertrieben. Ferner kann es sich um übliche Schwarzpigmente handeln, wie Pigment Black 7.The inkjet ink according to the invention contains a dye or a pigment. Preferably, it is a black dye or a black pigment, which may be organic or inorganic black pigments. The black pigment is present in particular in the form of a self-dispersing carbon black, while the black pigment is especially reactive black. The black self-dispersing pigments are, in particular, those which have one or more functional groups in the form of a carbonyl, carboxy, hydroxyl and / or sulphonyl group or a salt thereof bonded to the surface by means of a special surface treatment. Such black pigments are addressed, for example, in EP 0 797 636 B1. A particularly preferred example of such a self-dispersing black pigment is sold by Cabot, USA, under the trade name CabOJet 300N. Furthermore, they can be conventional black pigments, such as Pigment Black 7.
Wichtig sind für das jeweilige Farbmittel quantitative Rahmenbedingungen, die erfindungsgemäß einzuhalten sind. Dabei muss die Inkjet-Tinte im Falle eines Farbstoffs etwa 5 bis 9 Gew.-% Farbstoff und etwa 2 bis 5 Gew.-% Pigment enthalten. Bevorzugt wird es dabei, dass die Menge an Farbstoff etwa 6 bis 9 Gew.-%, und die an Pigment etwa 2 bis 4 Gew.-% beträgt.Important for the particular colorant quantitative conditions that are to be observed according to the invention. In this case, the inkjet ink in the case of a dye must contain about 5 to 9 wt .-% dye and about 2 to 5 wt .-% pigment. It is preferred that the amount of dye is about 6 to 9 wt .-%, and the pigment is about 2 to 4 wt .-%.
Die Teilchengröße der erfindungsgemäß eingesetzten schwarzen Pigmente entspricht der handelsüblichen Teilchengröße. Sie liegt vorzugsweise bei etwa 0,1 μm, insbesondere unter etwa 0,2 μm. Der Bereich von etwa 0,01 bis 0,2 μm, insbesondere von 0,03 bis 0,15 μm gilt als besonders bevorzugt.The particle size of the black pigments used according to the invention corresponds to the commercial particle size. It is preferably about 0.1 .mu.m, in particular less than about 0.2 microns. The range of about 0.01 to 0.2 .mu.m, in particular from 0.03 to 0.15 microns is considered particularly preferred.
Bedeutsam für die praktische Verwirklichung der vorliegenden Erfindung ist auch das Einbeziehen eines Feuchthaltemittels in dem relativ engen Mengenbereich von 23 bis 27 Gew.-%, wobei die Erfindung hier der zusätzlichen Beschränkung unterliegt, dass es sich um Glycerin und zusätzlich um ein Glykol oder mehrere Glykole handelt, wobei die Höchstmenge des Glycerins nicht mehr als 11 Gew.-% betragen darf, damit die Tinte nicht zu langsam trocknet . Die Mindestmenge sollte nicht unter 3 Gew.-% ausmachen, damit die Tinte an den Düsen nicht eintrocknet. Unter den Glykolen haben sich Diethylen- gylkol und/oder Ethylenglykol als besonders vorteilhaft erwiesen.Also important to the practice of the present invention is the inclusion of a humectant in the relatively narrow range of 23 to 27 Wt .-%, wherein the invention here is subject to the additional restriction that it is glycerol and additionally one glycol or more glycols, wherein the maximum amount of glycerol may not be more than 11 wt .-%, so that the ink is not too dries slowly. The minimum amount should not be less than 3% by weight so that the ink does not dry on the nozzles. Diethyleneglycol and / or ethylene glycol have proved to be particularly advantageous among the glycols.
Für den mit der Erfindung angestrebten technischen Erfolg ist es auch wichtig, dass Ten- side in einer Menge von 0,1 bis 0.5 Gew.-%, insbesondere von 0,1 bis 0,3 Gew.-% einbe- zogen werden. Hiermit soll die Oberflächenspannung optimal eingestellt werden. Besonders geeignet sind hierzu die im Handel unter der Bezeichnung "Surfynol" bezeichneten Erzeugnisse. Besonders vorteilhaft ist dabei das im Handel erhältliche Surfynol 440 (polye- thoxyliertes 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decyne-4,7-diol), Surfynol 104 (2,4,7,9-Tetramethyl-5- Decyne-4,7-diol) sowie das Surfynol 465, vertrieben von der Firma Air Products, das so- genannte Silwet-Copolymer L7607. Tenside, die den Handelsprodukten Surfynol und SiI- wet entsprechen bzw. nahe kommen, ergeben sich aus der EP 1 586 612 Al in formelmäßiger Darstellung (a.a.O., [0014] und [0015]). Weiterhin besonders geeignete Tenside lassen sich fachmännisch unter den bekannten Tensiden ermitteln.For the technical success aimed for with the invention, it is also important that tensides be included in an amount of from 0.1 to 0.5% by weight, in particular from 0.1 to 0.3% by weight. Hereby, the surface tension should be optimally adjusted. Particularly suitable for this purpose are the commercially referred to as "Surfynol" products. Particularly advantageous is the commercially available Surfynol 440 (polyethoxylated 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol), Surfynol 104 (2,4,7,9-tetramethyl-5- Decyne-4,7-diol) and Surfynol 465 sold by Air Products, the so-called Silwet copolymer L7607. Surfactants which correspond or are close to the commercial products Surfynol and Siidew are shown in EP 1 586 612 A1 in the formula (a.a.O., [0014] and [0015]). Furthermore, particularly suitable surfactants can be expertly determined among the known surfactants.
Die erfindungsgemäße Inkjet-Tinte muss jedoch noch, wie bereits angesprochen, etwa 0,25 bis 2 Gew.-% Netzmittel enthalten, wobei der Bereich von etwa 0,5 bis 1,5 Gew.-% zur einer besonders vorteilhaften Lösung der gestellten Aufgabe führt. Im Rahmen der Erfindung hat sich hier Butyldiglykol als besonders geeignet erwiesen. In Frage kommen jedoch auch die Handelsprodukte Dowanol PnP (Siedepunkt 149°C; Problem Glykol-n- propylether) und Dowanol PnB (Siedepunkt 171°C; Propylenglykol-n-butylether). Die erfindungsgemäß in Betracht kommenden Netzmittel wirken derartig, dass sie die Penetration der Inkjet-Tinte in beispielsweise Papier steuern können. Diese Funktion erfüllt insbesondere das angesprochene Butyldiglykol, aber auch die Dowanole.However, the inkjet ink of the invention must still, as already mentioned, about 0.25 to 2 wt .-% wetting agent, the range of about 0.5 to 1.5 wt .-% for a particularly advantageous solution of the problem leads. In the context of the invention, butyldiglycol has proved to be particularly suitable here. Also suitable are the commercial products Dowanol PnP (boiling point 149 ° C, problem glycol n-propyl ether) and Dowanol PnB (boiling point 171 ° C, propylene glycol n-butyl ether). The wetting agents which come into consideration according to the invention act in such a way that they can control the penetration of the inkjet ink into, for example, paper. This function fulfills in particular the mentioned butyldiglycol, but also the dowanols.
Zur Abgrenzung von einerseits Tensiden und andererseits Netzmitteln bei der Ausübung der Erfindung ist noch auf Folgendes hinzuweisen: Die Tenside senken die Oberflächenspannung der Tinte, die Netzmittel helfen, dass die Tinte schneller ins Papier eindringt. Die Erfindung lässt es durchaus zu, weitere Additive einzubeziehen, die weitere vorteilhafte Ergebnisse bieten, jedoch die Lösung der gestellten Aufgabe nicht beeinträchtigen. Hierbei kann es sich beispielsweise um pH-Stellmittel zur Einstellung eines wünschenswerten pH-Wertes von etwa 7 handeln, wobei eine Menge von etwa 0,01 bis 1 Gew.-%, ins- besondere von 0.05 bis 0.5 Gew.-%, als besonders bevorzugt gilt. Zu den besonders bevorzugten pH-Stellmitteln zählt Triethanolamin. Gleichermaßen geeignet ist Ethanolamin. In Einzelfällen kann es vorteilhaft sein, einen Komplexbildner in einer Menge von etwa 0,05 bis 0,5 Gew.-%, insbesondere von etwa 0,05 bis 0,20 einzubeziehen. Hierbei kommt insbesondere das Natriumsalz von EDTA (Tetranatriumsalz der Ethylendiamintetraessig- säure) in Frage. Regelmäßig ist es wichtig, insbesondere bei längerer Lagerung der erfindungsgemäßen Inkjet-Tinte, ein Biozid (Konservierungsmittel) in einer Menge von etwa 0,01 bis 0,5 Gew.-%, insbesondere von etwa 0,015 bis 0,3 Gew.-% einzubeziehen, um die Lagerstabilität zu verbessern. Als vorteilhafte Biozide können bezeichnet werden: eine wässrige Lösung von l,2-Benzisothiazolin-3-on in Dipropylenglykol (Proxyl GXL) sowie eine Mischung aus 2-Octyl-2H-isothiazol-3-on und Benzylhemiformal (Preventol D2+) sowie eine Mischung aus Benzylalkoholmono(poly)-hemiformal und Benzylhemiformal.To delineate, on the one hand, surfactants and, on the other hand, wetting agents in the practice of the invention, the following should also be pointed out: The surfactants lower the surface tension of the ink, the wetting agents help the ink to penetrate the paper more quickly. The invention makes it possible to include further additives which provide further advantageous results, but do not affect the solution of the task. This may be, for example, pH adjusting agent for setting a desirable pH of about 7, wherein an amount of about 0.01 to 1 wt .-%, in particular from 0.05 to 0.5 wt .-%, as particularly preferably applies. Particularly preferred pH adjusters include triethanolamine. Equally suitable is ethanolamine. In individual cases, it may be advantageous to include a complexing agent in an amount of about 0.05 to 0.5 wt .-%, in particular from about 0.05 to 0.20. In particular, the sodium salt of EDTA (tetrasodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid) is suitable. It is regularly important to include a biocide (preservative) in an amount of about 0.01 to 0.5% by weight, in particular of about 0.015 to 0.3% by weight, in particular during prolonged storage of the inkjet ink according to the invention to improve storage stability. As advantageous biocides may be mentioned: an aqueous solution of 1,2-benzisothiazolin-3-one in dipropylene glycol (Proxyl GXL) and a mixture of 2-octyl-2H-isothiazol-3-one and benzylhemiformal (Preventol D2 +) and a mixture from benzyl alcohol mono (poly) -hemiformal and benzylhemiformal.
Es hat sich im Rahmen der Erfindung erwiesen, dass es von Vorteil ist, bestimmte Polymere einzubeziehen, die einen homogenen Ausstoß des Inkjet-Tropfens beim Druckvorgang' fördern bzw. die Bildung von Satelliten weitestgehend einschränken bzw. ausschließen. Derartige Polymere werden in einer Menge bis zu 2 Gew.-% einbezogen, was dazu führt, dass die Menge an Feuchthaltemittel in der Inkjet-Tinte über die kritischen Rahmenbedingungen der Lehre des Anspruchs 1 hinausgehen kann, nämlich zwischen etwa 20 und 30 Gew.-% liegen kann. Diesem Zweck dienen z.B. das Handelsprodukt Disperbyk 190 und 184, bei denen es sich um eine Lösung hochmolekularer Block-Copolymere mit pigmentaktiven Gruppen handelt. Dem Erzeugnis Disperbyk-184 sind zuzuordnen: eine Aminzahl in mg KoH/g von 15, eine Dichte bei 200C in g/ml von 1,09 und 52% nichtflüchtige Anteile, wobei das Lösungsmittel Dipropylenglykolmonomethylether/Propylenglykol 2/1 ist. Für das Disperbyk 190 gilt, dass es als Lösemittel Wasser enthält und gekennzeichnet ist durch eine Säurezahl in mg KoH/g von 10, eine Dichte bei 200C in g/ml von 1,06 und einen Anteil an nichtflüchtigen Substanzen von 40,0%. Darüber hinaus ist noch das Handelsprodukt ZetaSperse 1600® geeignet. Es handelt sich um ein polymeres Dispergiermittel. Die aktiven Bestandteile machen 50% aus, die inaktiven bilden mit Was- ser/Propylenglykol weitgehend den Rest. Es handelt sich um eine klare Flüssigkeit, die schwach rötlich ist. Die Viskosität bei 25°C beträgt 200 cps und der Anteil an VOC bemisst sich nach der internationalen Methode Directive 2004/42/CE mit weniger als 14% und nach der EPA-Methode 24 mit weniger als 24%. Es dient im Rahmen der Erfindung nicht im Wesentlichen der Dispergierung von Pigmenten, sondern der Verbesserung des Tin- tenausstosses (siehe Beispiel 10). Gleichermaßen sind für die Zwecke der Erfindung PoIy- vinylpyrrolidone niedriger Typen geeignet, zum Beispiel die Typen K12 oder K15. Die Bruttoformel lässt sich wiedergeben mit (C6H9NO)n mit der weiteren Angabe CAS:9003-39-8. Die bezeichneten niedrigen Typen K12 bzw. K15 sind Homopolymere in der Serie der Po- lyvinylpyrrolidone. Es handelt sich um weiße bzw. gelbliche Pulver, die in Form einer wässrigen Lösung vertrieben werden. Der Einbezug dieser speziellen Polymere führt nicht nur dazu, dass die Menge an Feuchthaltemittel zwischen 20 und 30% ausgeweitet werden kann. Vielmehr verbessert die Einbeziehung eines derartigen Polymers den Tropfenaus- stossIt has been found within the scope of the invention that it is advantageous to include certain polymers which promote a homogeneous ejection of the inkjet drop during the printing process or restrict or exclude the formation of satellites as far as possible. Such polymers are incorporated in an amount of up to 2% by weight, with the result that the amount of humectant in the inkjet ink can exceed the critical parameters of the teaching of claim 1, namely between about 20 and 30% by weight. % can lie. This purpose is served, for example, by the commercial product Disperbyk 190 and 184, which is a solution of high molecular weight block copolymers with pigment-active groups. The product Disperbyk-184 are to be assigned: an amine number in mg KOH / g of 15, a density at 20 0 C in g / ml of 1.09 and 52% of nonvolatile components, wherein the solvent is dipropylene glycol monomethyl ether / Propylene glycol is 2/1. For the Disperbyk 190 is that it contains as solvent water and is characterized by an acid number in mg KoH / g of 10, a density at 20 0 C in g / ml of 1.06 and a non-volatile content of 40.0 %. In addition, the commercial product ZetaSperse 1600® is still suitable. It is a polymeric dispersant. The active ingredients account for 50% of the inactive form with water / propylene glycol to a large extent the remainder. It is a clear liquid that is slightly reddish. The viscosity at 25 ° C is 200 cps and the proportion of VOC is less than 14% according to the international method Directive 2004/42 / CE and less than 24% according to the EPA method 24. In the context of the invention, it does not serve essentially to disperse pigments, but to improve the ink ejection (see Example 10). Likewise suitable for the purposes of the invention are low molecular weight polyvinylpyrrolidones, for example types K12 or K15. The gross formula can be reproduced with (C 6 H 9 NO) n with the further indication CAS: 9003-39-8. The designated low types K12 and K15 are homopolymers in the series of polyvinylpyrrolidone. These are white or yellowish powders which are sold in the form of an aqueous solution. Incorporation of these special polymers not only allows the amount of humectant to be increased to between 20 and 30%. Rather, the inclusion of such a polymer improves the drop ejection
Im Übrigen liegt die Viskosität der erfindungsgemäßen Inkjet-Tinten mit Polymer vorzugsweise zwischen etwa 2,1 und 2,8 mPas (sh. hierzu Beispiel 10 der angesprochenen Tabelle), wobei der Bereich von 2,2 bis 2,7 mPas besonders bevorzugt ist. Als vorteilhafter Rahmen für die Oberflächenspannung mN/m kann angegeben werden 33 bis 37 mN/m.Incidentally, the viscosity of the polymer inkjet inks of the present invention is preferably between about 2.1 and 2.8 mPas (see, for example, Example 10 of the aforementioned Table), with the range of 2.2 to 2.7 mPas being particularly preferred. As an advantageous framework for the surface tension mN / m can be specified 33 to 37 mN / m.
Im Ergebnis stellt die Erfindung eine vorteilhafte schnelltrocknende Inkjet-Tinte dar, die nahezu sofort trocknet bzw. hierzu maximal wenige Sekunden benötigt. Sie führt zu einem gut lesbaren Druckbild, druckt ohne Versatz und vermeidet weitgehend das Phäno- men der Bildung von "Satelliten". Ihre Standzeit ist sehr befriedigend.As a result, the invention provides an advantageous fast-drying inkjet ink which dries almost immediately or requires a maximum of a few seconds for this purpose. It leads to an easily legible print image, prints without offset and largely avoids the phenomenon of the formation of "satellites". Your life is very satisfying.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand verschiedener Beispiele, dargestellt in Form von Rezepturen, näher dargestellt werden.The invention will be illustrated in more detail below with reference to various examples, shown in the form of formulations.
BeispieleExamples
Nachfolgend werden verschiedene Rezepturen beschrieben, die einerseits als negative Beispiele bzw. Vergleichsbeispiele gelten und andererseits in Form der positiven Beispiele besondere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung zeigen. Dabei wird nicht nur die chemische Zusammensetzung im Einzelnen bezeichnet. Vielmehr werden auch physikalische Daten und Bewertungen beim Druckvorgang angesprochen.Various formulations are described below, which on the one hand are regarded as negative examples or comparative examples and on the other hand in the form of the positive examples show particular embodiments of the present invention. Not only the chemical composition is described in detail. Rather, physical data and ratings are also addressed during the printing process.
Tabelle (Fortsetzung) Positive BeispieleTable (continued) Positive examples
Anmerkungen: Remarks:
1} Proxel GXL: Biozid 1} Proxel GXL: biocide
2) Feuchthaltemittel 2) humectants
3) Tenside 3) surfactants
4) Netzmittel 4) Wetting agent
5) Schwarzpigment (15%ige wässrige Dispersion) 5) Black pigment (15% aqueous dispersion)
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Claims

Patentansprüche claims
1. Inkjet-Tϊnte enthaltend als Farbmittel etwa 5 bis 9 Gew.-% Farbstoff oder etwa 2 bis 5 Gew.-% Pigment, etwa 23 bis 27 Gew.-% Feuchthaltemittel in Form von Glycerin und eines oder mehrerer Glykole, wobei Glycerin nicht mehr als 11 Gew.-% und nicht weniger als 3 Gew.-% ausmacht, etwa 0,1 bis 0.5 Gew.-% Tenside, etwa 0,25 bis 2 Gew.-% Netzmittel und Rest Wasser und gegebenenfalls weitere Additive.1. inkjet ink containing as colorant about 5 to 9 wt .-% dye or about 2 to 5 wt .-% pigment, about 23 to 27 wt .-% humectant in the form of glycerol and one or more glycols, glycerol not more than 11% by weight and not less than 3% by weight, about 0.1 to 0.5% by weight of surfactants, about 0.25 to 2% by weight of wetting agent and the remainder of water and optionally further additives.
2. Inkjet-Tinte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie etwa 6 bis 9 Gew.- % Farbstoff oder 2 bis 4 Gew.-% Pigment enthält.2. inkjet ink according to claim 1, characterized in that it contains about 6 to 9% by weight of dye or 2 to 4 wt .-% pigment.
3. Inkjet-Tinte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment ein schwarzes Pigment, insbesondere in Form selbstdispergierenden Rußes, oder ein schwarzer Farbstoff ist, insbesondere in Form von Reactive Black, ist.3. inkjet ink according to claim 1 or 2, characterized in that the pigment is a black pigment, in particular in the form of self-dispersing carbon black, or a black dye, in particular in the form of reactive black, is.
4. Inkjet-Tinte nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Glykol als Ethylenglykol, Diethylenglykol und/oder Triethylenglykol vorliegt.4. inkjet ink according to at least one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the glycol is present as ethylene glycol, diethylene glycol and / or triethylene glycol.
5. Inkjet-Tinte nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie etwa 0,1 bis 0,3 Gew.-% Tenside enthält.5. inkjet ink according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that it contains about 0.1 to 0.3 wt .-% surfactants.
6. Inkjet-Tinte nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie etwa 0,5 bis 1,5 Gew.-% Netzmittel enthält.6. inkjet ink according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that it contains about 0.5 to 1.5 wt .-% wetting agent.
7. Inkjet-Tinte nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie bis zu 2 Gew.-% eines Polymers enthält, das einen homogenen Ausstoß des Inkjet-Tropfens fördert, wodurch die Menge an Feuchthaltemittel in der Inkjet-Tinte zwischen etwa 20 und 30 Gew.-% liegen kann.Inkjet ink according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that it contains up to 2% by weight of a polymer which promotes homogeneous ejection of the inkjet drop, whereby the amount of humectant in the inkjet ink between about 20 and 30 wt .-% may be.
8. Inkjet-Tinte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein hochmolekulares Block-Copolymer mit pigmentaffinen Gruppen, ein polymeres Dispergiermittel und/oder Polyvinylpyrrolidon in Form eines niedrigen Typs darstellt.8. inkjet ink according to claim 7, characterized in that the polymer is a high molecular weight block copolymer with pigment affine groups, a polymeric dispersant and / or polyvinylpyrrolidone in the form of a low type.
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