EP2951024A1 - Flüssige farbaufnahmeschichten oder -filme für den direkten tintenstrahl- oder tintendruck - Google Patents
Flüssige farbaufnahmeschichten oder -filme für den direkten tintenstrahl- oder tintendruckInfo
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- EP2951024A1 EP2951024A1 EP14828130.6A EP14828130A EP2951024A1 EP 2951024 A1 EP2951024 A1 EP 2951024A1 EP 14828130 A EP14828130 A EP 14828130A EP 2951024 A1 EP2951024 A1 EP 2951024A1
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Definitions
- the invention further relates to a liquid ink receiving layer according to claim 1.
- the invention further relates to liquid ink receptive layers or films (receptive layers) for direct ink jet or ink printing, and to corresponding compositions, uses and methods.
- the invention relates to liquid (flowable) ink receptive layers or films (recording layers) for direct ink jet or ink printing in which low viscosity liquid (thin) printing media (inks) can be incorporated according to this printing process and which induces spontaneously or chemically or photochemically at a time subsequent to the pressure (delayed), optionally also thermally accelerated, solidify or solidify.
- Associated with this may be a chemically or physically induced spatial fixation of the colorants (dyes or pigments) introduced together with the low-viscosity printing inks into the recording layer, which is likewise initially flowable.
- Ink-jet or ink-printing refers to contactless forms of digital printing without intermediate carrier and without printing form, in which printing media (printing inks) are broken down into individual volume units (drops) and applied in a time-dependent and location-dependent manner.
- Ink jet printing refers to continuous ink jet (CD) and ink drop on demand (DoD) systems that are thermally activated (Thermal Ink Jet, TU) or piezoelectrically activated (English: German: v3.espacenet.com/textdoc? : Piezo Ink Jet, PIJ).
- TU Thermally activated
- piezoelectrically activated English: German: v3.espacenet.com/textdoc? : Piezo Ink Jet, PIJ.
- Color spread or buildup can significantly affect the resolution achievable in inkjet or ink color printing.
- Inkjet or inkjet inks contain film-forming components to form solid films or layers.
- the formation of solid films or layers is required if the substrate is not sufficiently penetrable (porous or swellable) to accommodate deposited, non-film-forming components.
- the printing material may also be referred to as a little or non-absorbent substrate.
- the present invention is therefore based on the object to alleviate at least one of the disadvantages and limitations listed above.
- the object of the present invention is also to remove restrictions on the usability of raw materials for ink jet or ink printing, in particular of film formers but also of pigments and other ingredients.
- compositions for the formation of liquid ink receptive layers according to the invention and the use of such compositions for the formation of ink receptive layers according to the invention are proposed.
- methods for ink-jet or ink printing are proposed.
- the invention makes it possible to use raw materials in conjunction with ink-jet or ink printing, which, incidentally, can not be used or can only be used to a very limited extent.
- Inventive ink receptive layers can be provided in particular advantageously on little or no absorbent substrates, insofar the invention is particularly suitable for use in printing little or no absorbent substrates.
- the understanding of the terms ink receptive layer or recording layer in the sense of the present invention always includes the terms ink receptive film or recording film.
- a recording film in the context of the present invention is regarded as a comparatively thin recording layer.
- the term (color) recording film may be used without departing from the present invention.
- a color receiving layer may be optionally referred to as a recording layer (and vice versa) without changing the meaning, and also a color recording film may be optionally referred to as a recording film (and vice versa).
- ink in the context of the present invention always includes the term printing medium, even if in individual cases a printing medium without colorant should be used. Since, however, usually a printing ink is used as the printing medium, the term printing ink should be used comprehensively in the sense of a comprehensible representation of the invention. Thus, instead of the term ink, the term printing medium could be used without departing from the scope of the present invention.
- An ink should be understood as an ink in the sense of the present application.
- the aim of the present invention is to remove restrictions on usable film formers for non-contact inkjet or inkjet printing.
- film formers in the form of liquid (flowable) ink receiving layers or films (recording layers) are applied prematurely, independently of the inkjet or ink print, in which subsequently applied (introduced) print media (inks) can penetrate.
- inks e.g., inks
- inks particularly low viscosity inks
- film forming components is thereby made possible. Insufficient storage stability and premature curing even of low-viscosity inks (inks) can be avoided according to the invention.
- useful film formers can be physical or mechanical (smear resistance, abrasion resistance, elasticity), in chemical (acid and base resistance), in physico-chemical (water, solvent resistance) or in photophysical (light fastness) resistances or in the adhesion of the solid film to be formed, and / or may be based on requirements for ingredients such as environmental compatibility, toxicology , Migration potential, smell or taste.
- Previously known receptive layers are penetrable (porous or swellable) and not flowable (solid) and are intended primarily to regulate the course of the registered in these solid recording layers inks. Porous layers are physically or mechanically rather limited resistant and swellable layers are physicochemically limited resistant.
- the low-viscosity liquid (low-viscosity) printing media (printing inks) applied in volume units to a liquid (flowable) ink receptive layer or a liquid ink receptive film (ink) run according to their fluidity, depending on the flowability of the likewise liquid receptive layer and depending on the interfacial tensions.
- the rate of flow is determined by the flowability of the applied inks, by the flowability of the liquid receiving layer and by interfacial tensions as the film progresses.
- Liquid ink receiving layers or films according to the invention may comprise measures which regulate the course of the printing inks introduced into the flowable receiving layer.
- the colorants dye or pigments
- Spatial fixation of incorporated colorants may refer to collocations of the colorant or surrounding ingredients or other ingredients that are triggered by chemical interactions with ingredients of the liquid colorant-receiving layer of the present invention or the liquid color-receptive film of the present invention.
- Agglomerations may be associated with reductions in solubility.
- Registered colorants can also be fixed spatially by the addition of ingredients of the liquid ink-receiving layer according to the invention or the liquid ink-receiving film according to the invention, which are triggered by chemical interactions with ingredients of registered low-viscosity printing inks and lead to a sufficiently rapid reduction of the fluidity of the liquid receiving layer.
- Agglomerations may be associated with reductions in solubility.
- the film should solidify (harden).
- the present invention allows for highest film resistance and adhesion because it overcomes limitations of film formers useful in inkjet or inkjet print media.
- Film resistances are essentially the result of crosslinking, chemical functionality and coloring components of a forming solid film and depend directly on its nature.
- the degree of crosslinking determines the physical and physico-chemical properties of a film, and it is true that the higher the crosslinking the higher the lubricity and abrasion resistance and the lower the crosslinking the higher the solubility and elasticity.
- the chemical resistance is essentially the result of its functionality.
- the photophysical resistance or the light fastness of a film can be significantly determined by the photophysical resistance of the colorant.
- pigments offer the best light fastness.
- Films or layers can be classified based on the processes associated with your education. Primary can be distinguished between physical and chemical curing.
- Physical cure refers to processes for forming solid films that are purely physical in nature, leaving the chemical nature of the ingredients used intact. It can be distinguished between the drying of non-coalescing constituents, the drying by phase transition and the drying with subsequent coalescence.
- Coalescence refers to the filmed association (and vice versa).
- Film formation by drying non-coalescing constituents is the classic film-forming process of printing inks.
- the film forms after evaporation of volatile components. Remain behind the film forming, non-volatile and non-coalescing components.
- a solid film is formed by crosslinking or polymerization.
- the chemical cross-linking can be radiation-induced, chemically induced or catalyzed or spontaneous.
- Chemical curing processes can also be thermally initiated or accelerated.
- Liquid (flowable) ink receptive layers or films (receptive layers) according to the present invention may be more or less transparent and more or less colored.
- Transparent and colorless, liquid recording layers allow any penetration depths of applied, low-viscosity liquid (low-viscosity) printing media (printing inks).
- low-viscosity liquid (low-viscosity) printing media printing inks
- the reproducible color space translucent inks can be limited by the color of the substrate.
- Transparent and non-white colored, liquid recording layers limit the reproducible color space of translucent inks, depending on the penetration depth.
- Liquid (flowable) ink receptive layers or films (receptive layers) can be used in non-sputtering coating processes (dipping, rolling, casting, flooding, analog or digital printing with printing form) or in spray coating processes (spraying or spraying, compressed air spraying, airless and high pressure spraying, electrostatic spraying, digital printing) Pressure without printing form) are applied.
- non-sputtering coating processes dipping, rolling, casting, flooding, analog or digital printing with printing form
- spray coating processes spray coating processes
- spray coating processes spray coating processes
- pressure without printing form are applied.
- many other embodiments are conceivable, which can be composed arbitrarily of combinations of all features disclosed herein.
- features of the above specifically described advantageous embodiments of the invention can be combined in any desired manner in order to achieve further advantageous embodiments of the invention.
- Embodiment 1 Liquid ink-receiving layers or films (recording layers) for direct ink-jet or ink printing, in which low-viscosity (thin) printing media (inks) can be introduced correspondingly to this printing process and which (retarded) at a time subsequent to the inking, solidify or solidify.
- low-viscosity printing media inks
- Embodiment 2 Liquid ink receptive layers or films according to embodiment 1 which contain at least one initiator which induces a spatial fixation (immobilization) of the colorants (dyes or pigments) introduced together with the low-viscosity printing inks into the initially liquid receiving layer ,
- Embodiment 3 Liquid ink receiving layers or films according to Embodiment 2, in which the initiator induces a sufficiently rapid reduction in flowability of the applied ink.
- Embodiment 4 Liquid ink receiving layers or films according to Embodiment 3, which result in partial polymerization of the applied ink.
- Embodiment 5 Liquid ink receiving layers or films according to Embodiment 3, which result in complete polymerization of the applied ink.
- Embodiment 6 Liquid ink receptive layers or films according to Embodiment 2, in which the initiator induces aggregation of ingredients of the applied ink.
- Embodiment 7 Liquid ink receptive layers or films according to Embodiment 6, in which an assembly of ingredients surrounding the colorants (dyes or pigments) is induced.
- Embodiment 8 Liquid ink receptive layers or films according to Embodiment 6, in which collation of the colorants is induced.
- Embodiment 9 Liquid ink receiving layers or films according to one or more of Embodiments 6 to 8, in which reduced solubilities lead to agglomerations.
- Embodiment 10 Liquid ink receiving layers or films according to one or more of Embodiments 2 to 9, in which the initiator is a polyanion.
- Embodiment 11 Liquid ink receiving layers or films according to one or more of embodiments 2 to 9, in which the initiator is a polycation.
- Embodiment 12 Liquid ink receiving layers or films according to one or more of embodiments 2 to 9, wherein the initiator is a monomeric, oligomeric or polymeric acid.
- Embodiment 13 Liquid ink receptive layers or films according to embodiment 12 wherein the acid is a mono- or polyfunctional carboxylic acid.
- Embodiment 14 Liquid ink receiving layers or films according to one or more of embodiments 2 to 9, wherein the initiator is a monomeric, oligomeric or polymeric base.
- Embodiment 15 Liquid ink receiving layers or films according to one or more of Embodiments 2 to 9, in which the initiator is a polyvalent salt.
- Embodiment 16 Liquid ink receiving layers or films according to Embodiment 1, which have a spatial distribution in the sense of a defined color distribution Fixation (immobilization) which together with the low-viscosity printing inks in the initially also liquid receiving layer registered colorants (dyes or pigments) ensure.
- Embodiment 17 Liquid ink receiving layers or films according to embodiment 16, whose fluidity, triggered by at least one ingredient of the applied printing ink, decreases sufficiently rapidly in the sense of a defined color distribution.
- Embodiment 18 Liquid ink-receiving layers or films according to embodiment 17, which partially polymerize when triggered by at least one ingredient of the applied printing ink.
- Embodiment 19 Liquid ink receiving layers or films according to embodiment 17, which polymerize completely when triggered by at least one ingredient of the applied printing ink.
- Embodiment 20 Liquid ink receiving layers or films according to embodiment 16, which contain at least one substance which, triggered by at least one ingredient of the applied printing ink, assembles in the sense of a defined color distribution.
- Embodiment 21 Liquid ink receiving layers or films according to embodiment 20, in which reduced solubilities lead to agglomerations.
- Embodiment 22 Liquid ink receiving layers or films according to one or more of Embodiments 1 to 21, which can be thermally accelerated or solidified.
- Embodiment 23 Liquid ink receiving layers or films according to one or more of Embodiments 1 to 22, which solidify by drying followed by coalescence.
- Embodiment 24 Liquid ink receiving layers or films according to embodiment 23, which are emulsion paints.
- Embodiment 25 Liquid ink receiving layers or films according to one or more of Embodiments 1 to 22, which spontaneously solidify.
- Embodiment 26 Liquid ink receiving layers or films according to Embodiment 25, which are two-component or multi-component systems.
- Embodiment 27 Liquid ink receiving layers or films according to one or more of Embodiments 1 to 22, which can be chemically induced to solidify or solidify.
- Embodiment 28 Liquid ink receptive layers or films of Embodiment 27 which chemically crosslinks triggered by atmospheric oxygen.
- Embodiment 29 Liquid ink receiving layers or films according to embodiment 28, which are air-drying alkyd resin systems.
- Embodiment 30 Liquid ink receptive layers or films according to Embodiment 27 which chemically crosslink by being triggered by acids.
- Embodiment 31 Liquid ink receiving layers or films according to Embodiment 30, which are one-component acid-curing systems.
- Embodiment 32 Liquid ink receiving layers or films according to Embodiment 27 which chemically crosslink by being triggered by water.
- Embodiment 33 Liquid ink receiving layers or films Embodiment 32 which are sol-gel systems.
- Embodiment 34 Liquid ink receiving layers or films according to one or more of embodiments 1 to 22, which can be solidified by photochemical induction.
- Embodiment 35 Liquid ink receiving layers or films of Embodiment 34 which are caused to be crosslinked by electron beams.
- Embodiment 36 Liquid ink receptive layers or films of Embodiment 34 which are crosslinked by UV rays.
- Embodiment 37 Liquid ink receptive layers or films of Embodiment 34 that are crosslinked by visible light.
- Embodiment 38 Liquid ink receiving layers or films according to one or more of Embodiments 1 to 37, which are transparent and colorless.
- Embodiment 39 Liquid ink receiving layers or films according to embodiment 38, wherein the ink receiving layer is a clearcoat or a clearcoat system.
- Embodiment 40 Liquid ink receiving layers or films according to one or more of Embodiments 1 to 37, which are intransparent and white in color.
- Embodiment 41 Liquid ink receiving layers or films according to one or more of Embodiments 1 to 37, which contain metallic pigments.
- Embodiment 42 Liquid ink receiving layers or films according to one or more of Embodiments 1 to 37, which contain effect pigments.
- Embodiment 43 Liquid ink receiving layers or films according to embodiment 42, in which effect pigments are metallic effect pigments.
- Embodiment 44 Liquid ink receiving layers or films according to embodiment 42, in which effect pigments are pearlescent pigments or interference pigments.
- Embodiment 45 Liquid ink receiving layers or films according to one or more of the embodiments 1 to 44, which contain matting agents.
- Embodiment 46 Liquid ink receiving layers or films according to embodiment 45 in which matting agents are pigments.
- Embodiment 47 Liquid ink receiving layers or films according to one or more of Embodiments 1 to 46, which are low in migration after solidification.
- Embodiment 48 Liquid ink receiving layers or films according to embodiment 47, which have barrier properties after solidification.
- Embodiment 49 Liquid ink receiving layers or films according to one or more of Embodiments 1 to 48, which are applied in non-sputtering coating processes (dipping, rolling, casting, flooding, analog or digital printing with printing form).
- Embodiment 50 Liquid ink receiving layers or films according to one or more of Embodiments 1 to 48, which are applied by spray coating methods (spraying or spraying, compressed air spraying, airless and high pressure spraying, electrostatic spraying, digital printing without printing form).
- spray coating methods spray coating methods (spraying or spraying, compressed air spraying, airless and high pressure spraying, electrostatic spraying, digital printing without printing form).
- Embodiment A A method of inkjet or ink printing, the method comprising the steps of:
- Solidification in particular curing, the ink-receiving layer or the color-receiving film.
- Embodiment B Method according to embodiment A, characterized in that prior to the solidification of the ink-receiving layer or the color-receiving film, a reduction of the flowability, and in particular immobilization or fixation, of the colorants introduced with the printing media takes place.
- Embodiment Cl Composition of a Liquid Ink-receiving Layer or Film According to One or More of Embodiments 1 to 48.
- Embodiment C A composition for forming liquid ink receiving layers or films according to one or more of Embodiments 1 to 48.
- Embodiment D Use of a Composition According to Embodiment C to Form Liquid Ink-receiving Layers or Films According to One or More of Embodiments 1 to 48.
- Embodiment E Use of a composition for forming liquid ink receiving layers or films according to one or more of Embodiments 1 to 48.
- Liquid (flowable) ink receptive layers or films may be low viscosity or low viscosity ( ⁇ 8,000 mPa.s), medium viscosity or viscous (8,000 to 20,000 mPa.s) or highly viscous or viscous (> 20,000 mPa.s).
- low-viscosity liquid (thin) printing media printing inks
- printing inks can not be registered in low-viscosity recording layers without spatial fixation, without the ink runs, at least not in those with viscosities up to 3,000 mPa-s.
- 2-component systems consist of at least one crosslinkable film former (base) and a crosslinking film former (hardener). Such systems are not suitable as inkjet or inkjet inks because they spontaneously solidify.
- 2-component systems can be used to produce acquisition layers according to the invention.
- CMR-413.W and CMR-111 are aqueous 2-component clearcoats consisting of polyurethane (aqueous polyurethane dispersion).
- CMR-613.W refers to an isocyanate hardener solution for aqueous systems
- CMR-610 is a 100% polyfunctional aziridine crosslinker for aqueous and solvent-based systems.
- CMR-413.W in combination with CMR-613. W has an initial dynamic viscosity of 13.9 mPa.s and CMR-111 combined with CMR-610 has an initial dynamic viscosity of 97.3 mPa.s.
- the sol-gel process refers to processes for preparing non-metallic hybrid polymeric materials from colloidal dispersions. Such dispersions are only of limited use as printing inks for ink-jet or ink printing because they are not permanently stable, but they can be used to produce recording layers according to the invention.
- two systems WFP-LTX-Clear-011 and WFP-LTX-Clear-012, whose compositions are listed in Table 1 and Table 2, were investigated.
- Composition of the recording layer WFP-LTX-Clear-012 BYK-345® is a silicone surfactant from BYK® for aqueous paints as well as printing inks and overprint varnishes.
- Proxel® GXL is a broad-spectrum biocide from the company Arch Chemicals® and contains water, dipropylene glycol and 1,2-benzisothiazolin-3-one.
- Surfynol® 420 is an ethoxylated wetting agent and molecular defoamer from Air Products®.
- Lubaprint® 205 is an aqueous PE wax dispersion from Münzing®, 78628 Rottweil, DE.
- Joncryl® FLX 5100 is an RC (Rheology Controlled) acrylic emulsion from BASF®.
- AQUATIX® 8421 is a rheology-modifying wax emulsion from BYK® based on an EVA copolymer wax.
- Xiameter® OFS-6020 is a liquid alkoxysilane from DOW®.
- WFP-LTX-Clear-011 has an initial dynamic viscosity of 12.3 mPa.s and WFP-LTX-Clear-012 has an initial dynamic viscosity of 30.4 mPa.s.
- cationically curable inks are only of limited suitability for ink-jet or ink printing because polymer-forming reactions, once triggered, can proceed in the dark even without further radiation.
- this property of cationic curing inks jeopardizes the operational reliability of corresponding inkjet or inkjet printing systems.
- cationically curing printing inks are not subject to oxygen inhibition and offer a comparatively lower migration potential.
- NoriCure® UV-L 3 from Proeil KG, 91781 Weissenburg, DE, and Fototex® 3D from MacDermid Autotype Ltd., Grove Road, Wantage, 0X12 7BZ, United Kingdom.
- NoriCure® UV-L 3 has a viscosity of 455 mPa-s
- Fototex® 3D has a viscosity of 275 mPa-s.
- ink printing inks are aqueous polyurethane dispersions, in principle suitable for the design of less or non-absorbent substrates and spatially fixable according to European Patent 1 851 063 in liquid ink-receiving films according to the invention.
Landscapes
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme (Aufnahmeschichten) für den direkten Tintenstrahl- oder Tintendruck, in welche diesen Druckverfahren entsprechend niedrigviskos flüssige (dünnflüssige) Druckmedien (Druckfarben) eingetragen werden können und welche sich zu einem auf den Farbeintrag nachfolgenden Zeitpunkt (verzögert) verfestigen oder verfestigen lassen. Dadurch gelingt es, Beschränkungen der Verwendbarkeit von Rohstoffen für den Tintenstrahl- oder Tintendruck, insbesondere von Filmbildnern aber auch von Pigmenten und anderen Inhaltsstoffen, aufzuheben. Des Weiteren werden entsprechende Zusammensetzungen und Verwendungen vorgeschlagen. Schließlich werden Verfahren für den Tintenstrahl- oder Tintendruck vorgeschlagen.
Description
T i t e l
FLÜSSIGE FARBAUFNAHMESCHICHTEN ODER
-FILME FÜR DEN DIREKTEN TINTENSTRAHL- ODER TINTENDRUCK
B e s c h r e i b u n g
Kurzbeschreibung
Die Erfindung betrifft zunächst eine flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 1. Die Erfindung betrifft ferner flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme (Aufnahmeschichten) für den direkten Tintenstrahl- oder Tintendruck sowie entsprechende Zusammensetzungen, Verwendungen und Verfahren.
Die Erfindung betrifft insbesondere flüssige (fließfähige) Farbaufnahmeschichten oder -filme (Aufnahmeschichten) für den direkten Tintenstrahl- oder Tintendruck, in welche diesen Druckverfahren entsprechend niedrigviskos flüssige (dünnflüssige) Druckmedien (Druckfarben) eingetragen werden können und welche sich spontan oder chemisch induziert oder photochemisch induziert zu einem auf den Druck nachfolgenden Zeitpunkt (verzögert), gegebenenfalls auch thermisch beschleunigt, verfestigen oder verfestigen lassen.
Damit verbunden kann eine chemisch oder physikalisch induzierte räumliche Fixierung der zusammen mit den dünnflüssigen Druckfarben in die zunächst ebenfalls fließfähige Aufnahmeschicht eingetragenen Farbmittel (Farbstoffe oder Pigmente) sein.
Hintergrund
Tintenstrahl- oder Tintendruck bezeichnen berührungslose Formen des digitalen Drucks ohne Zwischenträger und ohne Druckform, bei dem Druckmedien (Druckfarben) in einzelne Volumeneinheiten (Tropfen) zerlegt, zeit- und ortsabhängig appliziert werden. Tintenstrahldruck bezeichnet kontinuierlich arbeitende Systeme (engl. : Continuous Ink Jet, CD) und Tintendruck diskontinuierlich arbeitende Systeme (engl. : Drop on Demand, DoD), die thermisch aktiviert (engl . : Thermal Ink Jet, TU) oder piezoelektronisch aktiviert (engl. : Piezo Ink Jet, PIJ) sein können.
Für den Tintenstrahl- oder Tintenfarbdruck werden in Abhängigkeit vom Farbordnungssystem verschiedenfarbige Druckfarben innerhalb eines Rasters nebeneinander gedruckt. Die erzielbare Auflösung des Druckes wird einerseits durch dieses Raster bestimmt (definierte Farbverteilung), andererseits aber auch durch den Farbverlauf (Ausbreitung, Ansammlung oder Vermischung) der aufgebrachten Druckfarben (Undefinierte Farbverteilung).
Farbausbreitung oder Farbansammlung kann die im Tintenstrahl- oder Tintenfarbdruck erzielbare Auflösung erheblich beeinträchtigen.
Druckfarben für den Tintenstrahl- oder Tintendruck enthalten zur Bildung fester Filme oder Schichten filmbildende Komponenten. Die Bildung fester Filme oder Schichten wird erforderlich, wenn der Bedruckstoff nicht ausreichend durchdringbar (porös oder quellbar) ist, um aufgebrachte, nicht filmbildende Bestandteile aufzunehmen. Der Bedruckstoff kann in einem solchen Fall auch als wenig oder nicht saugendes Substrat bezeichnet werden.
In aller Regel müssen für den Tintenstrahl- oder Tintendruck verwendete Rohstoffe und damit verwendete Filmbildner chemisch hinreichend stabil sein. Entsprechende Druckfarben müssen niedrigviskos flüssig (dünnflüssig) sein. Bereits die beiden vorgenannten Anforderungen, aber auch andere Anforderungen, grenzen die Auswahl der Rohstoffe und damit insbesondere die Auswahl verwendbarer Filmbildner ein, die in Druckfarben für den Tintenstrahl- oder Tintendruck verarbeitet werden können.
Bekannte Druckfarben für den Tintenstrahl- oder Tintendruck, die sich insbesondere spontan oder chemisch induziert, aber auch photochemisch induziert, zu einem auf den Druck nachfolgenden Zeitpunkt (verzögert), gegebenenfalls auch thermisch beschleunigt, verfestigen oder verfestigen lassen, zeigen u.a. den Nachteil, dass aufgrund der enthaltenen chemisch reaktiven filmbildenden Komponenten keine ausreichende Lagerstabilität der Tinten bereitstellbar ist. Oft verfestigen sich die Tinten bereits im Gebinde oder im Druckkopf, also noch vor dem gezielten Auftrag auf das Substrat. Damit verbunden reduziert sich zunehmend die Verfügbarkeit der Druckfarbe am Druckkopf, erkennbar an einer sich zunehmend verschlechternden Druckqualität.
Entsprechend ist bisher keine Bereitstellung eigentlich erwünschter Druckfarben für den Tintenstrahl- oder Tintendruck möglich, da bevorzugte, insbesondere
niedrigviskose, Druckfarben nicht zusammen mit eigentlich bevorzugten filmbildenden Komponenten, die sich insbesondere spontan oder chemisch induziert, aber auch photochemisch induziert, zu einem auf den Druck nachfolgenden Zeitpunkt (verzögert), gegebenenfalls auch thermisch beschleunigt, verfestigen oder verfestigen lassen, stabil lagerbar oder während des Druckvorgangs ausreichend verfügbar sind.
Aufgabe und Wesen der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zumindest einen der oben aufgeführten Nachteile und Einschränkungen zu lindern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ferner, Beschränkungen der Verwendbarkeit von Rohstoffen für den Tintenstrahl- oder Tintendruck, insbesondere von Filmbildnern aber auch von Pigmenten und anderen Inhaltsstoffen, aufzuheben.
Einen Beitrag zur Lösung mindestens einer der vorstehend genannten Aufgaben leistet eine flüssige Farbaufnahmeschicht nach den Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen flüssigen Farbaufnahmeschicht ergeben sich aus den hierzu nachgeordneten Ansprüchen.
Des Weiteren werden Zusammensetzungen zur Bildung erfindungsgemäßer flüssiger Farbaufnahmeschichten sowie die Verwendung solcher Zusammensetzungen zur Bildung erfindungsgemäßer Farbaufnahmeschichten vorgeschlagen. Schließlich werden Verfahren für den Tintenstrahl- oder Tintendruck vorgeschlagen.
Die Erfindung eröffnet die Möglichkeit, Rohstoffe in Verbindung mit dem Tintenstrahl- oder Tintendruck zu verwenden, die im Übrigen nicht oder nur sehr eingeschränkt verwendet werden können.
Erfindungsgemäße Farbaufnahmeschichten lassen sich insbesondere in vorteilhafter Weise auf wenig oder nicht saugenden Substraten bereitstellen, insofern eignet sich die Erfindung insbesondere zur Anwendung beim Bedrucken wenig oder nicht saugender Substrate.
Das Verständnis der Begriffe Farbaufnahmeschicht bzw. Aufnahmeschicht im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst dabei stets die Begriffe Farbaufnahmefilm bzw. Aufnahmefilm . Ein Aufnahmefilm im Sinne der vorliegenden Erfindung wird dabei als vergleichsweise dünne Aufnahmeschicht angesehen. So kann anstelle des Begriffs (Farb-)Aufnahmeschicht auch der Begriff (Farb-)Aufnahmefilm verwendet werden, ohne dabei von der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Des Weiteren kann nach dem Verständnis der vorliegenden Erfindung eine Farbaufnahmeschicht ohne Änderung der Bedeutung wahlweise auch als Aufnahmeschicht (und umgekehrt) bezeichnet werden, und ebenso kann ein Farbaufnahmefilm wahlweise auch als Aufnahmefilm (und umgekehrt) bezeichnet werden.
Das Verständnis des Begriffs Druckfarbe im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst dabei stets den Begriff Druckmedium, auch wenn im Einzelfall ein Druckmedium ohne Farbmittel verwendet werden sollte. Da üblicherweise jedoch eine Druckfarbe als Druckmedium Verwendung findet, soll der Begriff Druckfarbe im Sinne einer verständlichen Darstellung der Erfindung umfassend verwendet werden. Folglich könnte anstelle des Begriffs Druckfarbe auch der Begriff Druckmedium verwendet werden, ohne dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Eine Tinte soll als eine Druckfarbe im Sinne der vorliegenden Anmeldung verstanden werden.
Flüssige Aufnahmeschicht
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, Beschränkungen verwendbarer Filmbildner für den berührungslosen Tintenstrahl- oder Tintendruck aufzuheben. Zu diesem Zweck werden Filmbildner in Form flüssiger (fließfähiger) Farbaufnahmeschichten oder -filme (Aufnahmeschichten) unabhängig vom Tintenstrahl- oder Tintendruck vorzeitig aufgebracht, in welche nachfolgend applizierte (eingebrachte) Druckmedien (Druckfarben) eindringen können. Eine getrennte Lagerung und ein getrennter Auftrag von Druckfarben (z. B. Tinten), insbesondere niedrigviskoser Tinten, und filmbildenden Komponenten wird hierdurch ermöglicht. Eine nicht hinreichende Lagerstabilität und vorzeitige Aushärtung auch niedrigviskoser Druckfarben (Tinten) lässt sich erfindungsgemäß vermeiden.
Die Beschränkungen verwendbarer Filmbildner können sich in physikalischen oder mechanischen (Schmierfestigkeit, Abriebfestigkeit, Elastizität), in
chemischen (Säure- und Basenbeständigkeit), in physikalisch-chemischen (Wasser-, Lösemittelbeständigkeit) oder in photophysikalischen (Lichtechtheit) Beständigkeiten oder in der Adhäsion des zu bildenden festen Filmes ausdrücken, und/oder können sich auf Anforderungen an Inhaltsstoffe wie beispielsweise Umweltverträglichkeit, Toxikologie, Migrationspotential, Geruch oder Geschmack beziehen.
Bislang bekannte aufnahmefähige Schichten sind durchdringbar (porös oder quellbar) und nicht fließfähig (fest) und sollen vornehmlich den Verlauf der in diese festen Aufnahmeschichten eingetragenen Druckfarben regulieren. Poröse Schichten sind physikalisch oder mechanisch eher begrenzt beständig und quellbare Schichten sind physikalisch-chemisch eher begrenzt beständig.
Räumliche Fixierung
Die in Volumeneinheiten auf eine flüssige (fließfähige) Farbaufnahmeschicht oder einen flüssigen Farbaufnahmefilm (Aufnahmeschicht) applizierten, niedrigviskos flüssigen (dünnflüssigen) Druckmedien (Druckfarben) verlaufen entsprechend deren Fließfähigkeit zunächst in Abhängigkeit von der Fließfähigkeit der ebenfalls flüssigen Aufnahmeschicht und in Abhängigkeit von sich ausgebildeten Grenzflächenspannungen. Die Verlaufsgeschwindigkeit wird durch die Fließfähigkeit der applizierten Druckfarben, durch die Fließfähigkeit der flüssigen Aufnahmeschicht und durch Grenzflächenspannungen im Fortgang der Filmbildung bestimmt.
Erfindungsgemäße flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme können Maßnahmen umfassen, die den Verlauf der in die fließfähige Aufnahmeschicht eingetragenen Druckfarben regulieren. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die zusammen mit den dünnflüssigen Druckfarben in die zunächst ebenfalls flüssige Aufnahmeschicht eingetragenen Farbmittel (Farbstoffe oder Pigmente) räumlich fixiert (immobilisiert) werden.
Eine räumliche Fixierung eingetragener Farbmittel kann Zusammenlagerungen des Farbmittels oder umgebender Inhaltsstoffe oder sonstiger Inhaltsstoffe bezeichnen, die durch chemische Wechselwirkungen mit Inhaltsstoffen der erfindungsgemäßen flüssigen Farbaufnahmeschicht oder dem erfindungsgemäßen flüssigen Farbaufnahmefilm ausgelöst werden. Zusammenlagerungen können mit Verminderungen von Löslichkeiten verbunden sein.
Eingetragene Farbmittel können auch durch Zusammenlagerungen von Inhaltsstoffen der erfindungsgemäßen flüssigen Farbaufnahmeschicht oder dem erfindungsgemäßen flüssigen Farbaufnahmefilm räumlich fixiert werden, die durch chemische Wechselwirkungen mit Inhaltsstoffen von eingetragenen dünnflüssigen Druckfarben ausgelöst werden und zu einer ausreichend schnellen Verminderung der Fließfähigkeit der flüssigen Aufnahmeschicht führen. Zusammenlagerungen können mit Verminderungen von Löslichkeiten verbunden sein.
Eine durch thermisch beschleunigte Lösungsmittelverdunstung ausreichend schnell reduzierte Beweglichkeit eingetragener Farbmittel führt ebenfalls zu deren räumlichen Fixierung.
Filmbildung
Nachdem die in Volumeneinheiten auf eine erfindungsgemäße flüssige (fließfähige) Farbaufnahmeschicht oder einen erfindungsgemäßen flüssigen Farbaufnahmefilm (Aufnahmeschicht) applizierten, niedrigviskos flüssigen (dünnflüssigen) Druckmedien (Druckfarben) gegebenenfalls erfindungsgemäß räumlich fixiert (immobilisiert) sind, soll sich der Film verfestigen (härten). Die vorliegende Erfindung erlaubt höchste Filmbeständigkeit und beste Adhäsion, weil sie Beschränkungen von in Druckmedien für den Tintenstrahl- oder Tintendruck verwendbaren Filmbildnern aufhebt.
Filmbeständigkeiten sind im Wesentlichen das Resultat von Vernetzung, chemischer Funktionalität und farbgebender Komponenten eines sich bildenden festen Films und hängen unmittelbar von dessen Natur ab.
Im Allgemeinen bestimmt der Vernetzungsgrad die physikalischen und physikalisch-chemischen Eigenschaften eines Films und es gilt: Je höher die Vernetzung desto höher sind Schmier- und Abriebfestigkeiten und je geringer die Vernetzung desto höher sind Löslichkeit und Elastizität.
Die chemische Beständigkeit ist im Wesentlichen das Ergebnis von dessen Funktionalität.
Die photophysikalische Beständigkeit oder die Lichtechtheit eines Films kann maßgeblich durch die photophysikalische Beständigkeit des Farbmittels bestimmt werden. In der Regel bieten Pigmente die besten Lichtechtheiten.
Filme oder Schichten können auf Basis der mit Ihrer Bildung verbundenen Prozesse klassifiziert werden. Primär kann zwischen physikalischer und chemischer Härtung unterschieden werden.
Physikalische Härtung bezeichnet Prozesse zur Bildung fester Filme, die rein physikalischer Natur sind, die chemische Natur der verwendeten Bestandteile bleibt unberührt. Es kann unterschieden werden zwischen der Trocknung nicht koaleszierender Bestandteile, der Trocknung durch Phasenübergang und der Trocknung mit sich anschließender Koaleszenz.
Koaleszenz bezeichnet die verfilmende Zusammenlagerung (und umgekehrt).
Die Filmbildung durch Trocknung nicht koaleszierender Bestandteile ist der klassische Filmbildungsprozess von Druckfarben. Der Film bildet sich nach Verdampfen flüchtiger Komponenten. Zurück bleiben den Film bildende, nicht flüchtige und nicht koaleszierende Komponenten.
Wenig verbreitet ist die Bildung fester Filme durch Änderung des Aggregatzustandes flüssiger Schmelzen wie beispielsweise die Verfestigung flüssiger Wachse.
Filmbildung durch Trocknung mit sich anschließender Koaleszenz hat in den letzten Jahren an Bedeutung für den berührungslosen digitalen Druck gewonnen. In diesem Fall bildet sich der Film im Anschluss an die Verdampfung flüchtiger Komponenten aus kolloidalen, koaleszierenden Bestandteilen. Solche Farben werden heute häufig als Latex-Farben bezeichnet.
Im Rahmen der chemischen Härtung wird ein fester Film durch Vernetzung bzw. Polymerisation gebildet. Die chemische Vernetzung kann strahlungsinduziert, chemisch induziert oder katalysiert oder auch spontan erfolgen.
Innerhalb strahlungsinduzierter Härtung kann man zwischen Elektronenstrahl- härtung und UV Härtung unterscheiden. Die chemisch induzierte oder katalysierte Härtung kann oxidativ durch atmosphärischen Sauerstoff oder durch Säuren oder einfach durch Wasser ausgelöst werden, um nur einige Möglichkeiten zu nennen.
Prominente Beispiele spontaner Vernetzung sind 2-Komponenten-Systeme. Derzeit spielen weder die oxidative Härtung noch 2-Komponenten-Systeme eine Rolle im berührungslosen Digitaldruck.
Chemische Härtungsprozesse können auch thermisch initiiert oder beschleunigt werden.
Transparenz und Farbe
Erfindungsgemäße flüssige (fließfähige) Farbaufnahmeschichten oder -filme (Aufnahmeschichten) können mehr oder weniger transparent sein und mehr oder weniger farbig.
Transparente und farblose, flüssige Aufnahmeschichten erlauben beliebige Eindringtiefen applizierter, niedrigviskos flüssiger (dünnflüssiger) Druckmedien (Druckfarben). Der darstellbare Farbraum durchscheinender Druckfarben kann aber durch die Farbe des Untergrundes beschränkt sein.
Transparente und nicht weiß farbige, flüssige Aufnahmeschichten beschränken den darstellbaren Farbraum durchscheinender Druckfarben auch in Abhängigkeit von der Eindringtiefe.
Intransparente und weiß farbige, flüssige Aufnahmeschichten führen zu einer Beschränkung des darstellbaren Farbraumes, sofern die dünnflüssige Druckfarbe in die Aufnahmeschicht eindringt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, transparente und farblose, flüssige Aufnahmeschichten auf weißen Untergründen zu verwenden und intransparente und weiß farbige, flüssige Aufnahmeschichten auf nicht weißen Untergründen.
Beschichtungsverfahren
Flüssige (fließfähige) Farbaufnahmeschichten oder -filme (Aufnahmeschichten) können in nichtzerstäubenden Beschichtungsverfahren (Tauchen, Walzen, Gießen, Fluten, Analoger oder Digitaler Druck mit Druckform) oder in Spritzbeschichtungsverfahren (Spritzen oder Sprühen, Druckluftspritzen, Airlessund Hochdruck-Spritzen, Elektrostatisches Sprühen, Digitaler Druck ohne Druckform) aufgebracht werden.
Bei der vorliegenden Erfindung sind viele weitere Ausführungen denkbar, die sich aus Kombinationen sämtlicher hier offenbarten Merkmale beliebig zusammensetzen lassen. Dabei lassen sich insbesondere auch Merkmale der vorstehend konkret beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung in beliebiger Weise kombinieren, um weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zu erzielen.
A u s f ü h r u n g s f o r m e n
Ergänzend bzw. zusätzlich zu den bereits erörterten vorteilhaften Ausgestaltungen und Weiterbildungen wird die Erfindung nachfolgend anhand weiterer Ausführungsformen beschrieben, welche bevorzugt sind, die Erfindung jedoch nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen einschränken.
Ausführungsform 1 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme (Aufnahmeschichten) für den direkten Tintenstrahl- oder Tintendruck, in welche diesen Druckverfahren entsprechend niedrigviskos flüssige (dünnflüssige) Druckmedien (Druckfarben) eingetragen werden können und welche sich zu einem auf den Farbeintrag nachfolgenden Zeitpunkt (verzögert), verfestigen oder verfestigen lassen.
Ausführungsform 2 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 1, die zumindest einen Initiator enthalten, der im Sinne einer definierten Farbverteilung eine räumliche Fixierung (Immobilisierung) der zusammen mit den dünnflüssigen Druckfarben in die zunächst ebenfalls flüssige Aufnahmeschicht eingetragenen Farbmittel (Farbstoffe oder Pigmente) induziert.
Ausführungsform 3 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 2, in welchen der Initiator eine ausreichend schnelle Verminderung der Fließfähigkeit der applizierten Druckfarbe induziert.
Ausführungsform 4: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 3, die zu einer teilweisen Polymerisation der applizierten Druckfarbe führen.
Ausführungsform 5 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 3, die zu einer vollständigen Polymerisation der applizierten Druckfarbe führen.
Ausführungsform 6 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 2, in welchen der Initiator eine Zusammenlagerung von Inhaltsstoffen der applizierten Druckfarbe induziert.
Ausführungsform 7 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 6, im Rahmen derer eine Zusammenlagerung von die Farbmittel (Farbstoffe oder Pigmente) umgebenden Inhaltstoffen induziert wird.
Ausführungsform 8 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 6, im Rahmen derer eine Zusammenlagerung der Farbmittel induziert wird.
Ausführungsform 9 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 6 bis 8, im Rahmen derer verminderte Löslichkeiten zu Zusammenlagerungen führen.
Ausführungsform 10 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 2 bis 9, in denen der Initiator ein Polyanion ist.
Ausführungsform 11 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 2 bis 9, in denen der Initiator ein Polykation ist.
Ausführungsform 12 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 2 bis 9, in denen der Initiator eine monomere, oligomere oder polymere Säure ist.
Ausführungsform 13 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 12, in denen die Säure eine mono- oder polyfunktionelle Carbonsäure ist.
Ausführungsform 14: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 2 bis 9, in denen der Initiator eine monomere, oligomere oder polymere Base ist.
Ausführungsform 15 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 2 bis 9, in denen der Initiator ein mehrwertiges Salz ist.
Ausführungsform 16 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 1, die im Sinne einer definierten Farbverteilung eine räumliche
Fixierung (Immobilisierung) der zusammen mit den dünnflüssigen Druckfarben in die zunächst ebenfalls flüssige Aufnahmeschicht eingetragenen Farbmittel (Farbstoffe oder Pigmente) gewährleisten.
Ausführungsform 17 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 16, deren Fließfähigkeit sich, ausgelöst durch zumindest einen Inhaltsstoff der applizierten Druckfarbe, im Sinne einer definierten Farbverteilung ausreichend schnell vermindert.
Ausführungsform 18 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 17, die ausgelöst durch zumindest einen Inhaltstoff der applizierten Druckfarbe teilweise polymerisieren.
Ausführungsform 19 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 17, die ausgelöst durch zumindest einen Inhaltstoff der applizierten Druckfarbe vollständig polymerisieren.
Ausführungsform 20 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 16, die zumindest einen Stoff beinhalten, der sich, ausgelöst durch zumindest einen Inhaltsstoff der applizierten Druckfarbe, im Sinne einer definierten Farbverteilung zusammenlagert.
Ausführungsform 21 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 20, im Rahmen derer verminderte Löslichkeiten zu Zusammenlagerungen führen.
Ausführungsform 22 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 21, welche sich thermisch beschleunigt verfestigen oder verfestigen lassen.
Ausführungsform 23 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 22, welche sich durch Trocknung mit anschließender Koaleszenz verfestigen.
Ausführungsform 24 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 23, welche Dispersionsfarben sind.
Ausführungsform 25 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 22, welche sich spontan verfestigen.
Ausführungsform 26 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 25, welche Zwei- oder Mehrkomponentensysteme sind.
Ausführungsform 27 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 22, welche sich chemisch induziert verfestigen oder verfestigen lassen.
Ausführungsform 28 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 27, die ausgelöst durch atmosphärischen Sauerstoff chemisch vernetzen.
Ausführungsform 29 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 28, welche lufttrocknende Alkydharzsysteme sind.
Ausführungsform 30 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 27, die ausgelöst durch Säuren chemisch vernetzen.
Ausführungsform 31 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 30, welche säurehärtende Einkomponentensysteme sind.
Ausführungsform 32 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 27, die ausgelöst durch Wasser chemisch vernetzen.
Ausführungsform 33 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme Ausführungsform 32, welche Sol-Gel-Systeme sind.
Ausführungsform 34: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 22, welche sich photochemisch induziert verfestigen lassen.
Ausführungsform 35 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 34, die ausgelöst durch Elektronenstrahlen vernetzen.
Ausführungsform 36 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 34, die ausgelöst durch UV-Strahlen vernetzen.
Ausführungsform 37 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 34, die ausgelöst durch sichtbares Licht vernetzen.
Ausführungsform 38 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 37, die transparent und farblos sind.
Ausführungsform 39 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 38, wobei die Farbaufnahmeschicht ein Klarlack oder ein Klarlacksystem ist.
Ausführungsform 40 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 37, die intransparent und weiß farbig sind.
Ausführungsform 41 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 37, die metallische Pigmente enthalten.
Ausführungsform 42 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 37, die Effektpigmente enthalten.
Ausführungsform 43 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 42, in denen Effektpigmente Metalleffektpigmente sind.
Ausführungsform 44: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 42, in denen Effektpigmente Perlglanzpigmente oder Interferenzpigmente sind.
Ausführungsform 45 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 44, die Mattierungsmittel enthalten.
Ausführungsform 46 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 45, in denen Mattierungsmittel Pigmente sind.
Ausführungsform 47 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 46, die nach Verfestigung migrationsarm sind.
Ausführungsform 48 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 47, die nach Verfestigung Barriereeigenschaften aufweisen.
Ausführungsform 49 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 48, die in nichtzerstäubenden Beschichtungsverfahren (Tauchen, Walzen, Gießen, Fluten, Analoger oder Digitaler Druck mit Druckform) aufgebracht werden.
Ausführungsform 50 : Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 48, die in Spritzbeschichtungsverfahren (Spritzen oder Sprühen, Druckluftspritzen, Airlessund Hochdruck-Spritzen, Elektrostatisches Sprühen, Digitaler Druck ohne Druckform) aufgebracht werden.
Ausführungsform A: Verfahren für den Tintenstrahl- oder Tintendruck, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Aufbringen einer flüssigen (fließfähigen) Farbaufnahmeschicht oder eines -films (einer Aufnahmeschicht), und insbesondere nach einer oder mehreren der vorangegangenen Ausführungsformen, auf ein Substrat,
Aufbringen, mittels direktem Tintenstrahl- oder Tintendruck, von flüssigen, insbesondere dünnflüssigen, Druckmedien, insbesondere Druckfarben, auf oder in die flüssige Farbaufnahmeschicht, oder auf oder in den flüssigen Farbaufnahmefilm,
Verfestigung, insbesondere Härtung, der Farbaufnahmeschicht oder des Farbaufnahmefilms.
Ausführungsform B: Verfahren nach Ausführungsform A, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Verfestigung der Farbaufnahmeschicht oder des Farbaufnahmefilms eine Verminderung der Fließfähigkeit, und insbesondere Immobilisierung oder Fixierung, der mit den Druckmedien eingetragenen Farbmittel erfolgt.
Ausführungsform Cl : Zusammensetzung einer flüssigen Farbaufnahmeschicht oder eines -films nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 48.
Ausführungsform C: Zusammensetzung zur Bildung flüssiger Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 48.
Ausführungsform D : Verwendung einer Zusammensetzung nach Ausführungsform C zur Bildung flüssiger Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 48.
Ausführungsform E : Verwendung einer Zusammensetzung zur Bildung flüssiger Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 48.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der erläuterten vorteilhaften Ausgestaltungen und Weiterbildungen, der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen sowie der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass Abwandlungen oder Modifikationen durch unterschiedliche Kombination einzelner Merkmale oder Weglassen einzelner Merkmale möglich sind, ohne den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche zu verlassen. Insbesondere soll der Schutzbereich der Ansprüche nicht auf die erörterten vorteilhaften Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Ausführungsformen beschränkt sein .
B e i s p i e l e
Ausführungsbeispiele der Erfindung, welche die Erfindung jedoch nicht auf die dargestellten Beispiele einschränken, werden im Rahmen der folgenden Erörterung von beispielhaften erfindungsgemäßen Aufnahmeschichten sowie deren Anwendung gezeigt. Die tabellarisch wiedergegebenen Zusammensetzungen dieser beispielhaften erfindungsgemäßer
Aufnahmeschichten sowie die Schichten selber geben gleichzeitig - zusätzlich oder ergänzend zum Gegenstand der nachgeordneten Ansprüche sowie sämtlicher vorstehend erörterten Gegenstände - besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung wieder.
Flüssige (fließfähige) Farbaufnahmeschichten oder -filme (Aufnahmeschichten) können niedrigviskos oder dünnflüssig (< 8.000 mPa-s), mittelviskos oder dickflüssig (8.000 bis 20.000 mPa-s) oder hochviskos oder zähflüssig (> 20.000 mPa-s) sein.
Es hat sich gezeigt, dass niedrigviskos flüssige (dünnflüssige) Druckmedien (Druckfarben) nicht in niedrigviskose Aufnahmeschichten ohne räumliche Fixierung eingetragen werden können, ohne dass die Druckfarbe verläuft, zumindest nicht in solche mit Viskositäten bis zu 3.000 mPa-s.
Alle in diesem Kapitel aufgeführten Beispiele betreffen niedrigviskose Aufnahmeschichten mit Viskositäten bis 500 mPa-s. Die Aufnahmeschichten wurden innerhalb von 30 min beziehungsweise innerhalb der Verarbeitbarkeitsdauer verwendeter Materialien (Topfzeit) mit einem hochauflösenden Drucker des Typs EPSON Stylus® R2000 bebildert. Dabei sind Druckfarben in für sich bekannter, bildgebender Weise auf die zuvor bereitgestellte Aufnahmeschicht appliziert worden. Die so erhaltene Bebilderung war jeweils geeignet, optische Qualitäten zu bewerten.
Fließfähige Aufnahmeschichten ohne gesondert induzierte räumliche Fixierung:
Alle in diesem Kapitel aufgeführten Beispiele wurden mit niedrigviskosen Tintendruckfarben der Anmelderin Tritron GmbH, 35088 Battenberg, DE, ausgeführt, die keine Filmbildner und als Farbmittel ausschließlich Pigmente enthalten und insofern nicht für die direkte Gestaltung wenig oder nicht
saugender Untergründe geeignet sind. Die Pigmente sind so stabilisiert, dass sie ausgelöst durch einen geeigneten Initiator gemäß Europäischem Patent 1 851 063 flockulierbar und damit in erfindungsgemäßen flüssigen Farbaufnahmefilmen räumlich fixierbar sind. Die verwendeten, verschiedenfarbigen Tintendruckfarben können unter der Versionsbezeichnung DOD-WOW-EP-CMYK-001-03 bezogen werden.
Spontan verfestigend - 2-Komponenten-Systeme:
2-Komponenten-Systeme bestehen aus zumindest einem vernetzbaren Filmbildner (Basis) und einem die Vernetzung auslösenden Filmbildner (Härter). Solche Systeme sind nicht als Druckfarben für den Tintenstrahl- oder Tintendruck geeignet, weil sich diese spontan verfestigen. 2-Komponenten-Systeme können aber zur Herstellung erfindungsgemäßer Aufnahmeschichten dienen. Zu diesem Zweck wurden zwei Systeme der CMR® Coatings GmbH, Wilhelmstraße 8, 32602 Vlotho, DE, untersucht: CMR-413.W in Verbindung mit CMR-613.W sowie CMR- 111 in Verbindung mit CMR-610. CMR-413.W und CMR-111 sind wässrige 2- Komponenten Klarlacke, bestehend aus Polyurethan (wässrige Polyurethan- Dispersion). CMR-613.W bezeichnet eine Isocyanat-Härterlösung für wässrige Systeme und CMR-610 ist ein 100% polyfunktioneller Aziridin-Vernetzer für wässrige und lösungsmittelhaltige Systeme. CMR-413.W in Verbindung mit CMR- 613. W weist eine dynamische Anfangsviskosität von 13,9 mPa-s auf und CMR- 111 in Verbindung mit CMR-610 eine dynamische Anfangsviskosität von 97,3 mPa-s.
Eine gesonderte Regulierung des Verlaufs der in diese fließfähigen Aufnahmeschichten eingetragenen Druckfarben war nicht notwendig. Die Auftragung erfolgte jeweils mit einem K-CONTROL-COATER® Rakelauftraggerät der ERICHSEN GmbH & Co., 58675 HEMER, DE, ausgerüstet mit einem 24 μιη Rakelstab.
Nach vollständiger Verfestigung hat sich jeweils ein auf PVC gut haftender, gut kratz- und gut schmierfester Film mit gleichmäßigem Glanz gebildet. Die auf o.g. Aufnahmeschichten applizierte Bebilderung ist charakterisiert durch homogene Farbflächen und gute Kantenschärfe. CMR-111 in Verbindung mit CMR-610 bildet einen besonders elastischen Film .
Physikalisch-chemisch verfestigend - Sol-Gel-Prozess:
Der Sol-Gel-Prozess bezeichnet Verfahren zur Herstellung nichtmetallischer hybridpolymerer Materialien aus kolloidalen Dispersionen. Solche Dispersionen sind als Druckfarben für den Tintenstrahl- oder Tintendruck nur eingeschränkt geeignet, weil diese nicht dauerhaft stabil sind, sie können aber zur Herstellung erfindungsgemäßer Aufnahmeschichten dienen. Zu diesem Zweck wurden zwei Systeme WFP-LTX-Clear-011 und WFP-LTX-Clear-012 untersucht, deren Zusammensetzungen in Tabelle 1 und Tabelle 2 aufgeführt sind.
Sämtliche Zahlenwerte innerhalb der Tabellen verstehen sich dabei als Massen-% (Ma.-%), bezogen auf die gesamte Masse der Aufnahmeschicht.
Tabelle 1: Zusammensetzung der Aufnahmeschicht WFP-LTX-Clear-Oll
Tabelle 2: Zusammensetzung der Aufnahmeschicht WFP-LTX-Clear-012
BYK-345® ist ein Silikontensid der Fa. BYK® für wässrige Lacke sowie Druckfarben und Überdrucklacke. Proxel® GXL ist ein Breitspektrum-Biozid der Fa. Arch Chemicals® und weist Wasser, Dipropylenglykol und 1,2- Benzisothiazolin-3-οη auf. Surfynol® 420 ist ein ethoxyliertes Netzmittel und molekularer Entschäumer der Fa. Air Products®. Lubaprint® 205 ist eine wässrige PE-Wachsdispersion der Fa. Münzing®, 78628 Rottweil, DE. Joncryl® FLX 5100 ist eine RC (Rheology Controlled)-Acrylemulsion der Fa. BASF®. AQUATIX® 8421 ist eine Rheologie-modifizierende Wachsemulsion der Fa. BYK® auf Basis eines EVA-Copolymerwachses. Xiameter® OFS-6020 ist ein flüssiges Alkoxysilan der Fa. DOW®.
WFP-LTX-Clear-011 weist eine dynamische Anfangsviskosität von 12,3 mPa-s auf und WFP-LTX-Clear-012 eine dynamische Anfangsviskosität von 30,4 mPa-s.
Eine Regulierung des Verlaufs der in die fließfähigen Aufnahmeschichten gem. Tabellen 1 und 2 eingetragenen Druckfarben war nicht notwendig. Die Auftragung erfolgte jeweils mit einem K-CONTROL-COATER® Rakelauftraggerät der ERICHSEN GmbH & Co. KG, 58675 HEMER, DE, ausgerüstet mit einem 24
Rakelstab.
Nach vollständiger Verfestigung hat sich jeweils ein auf PVC gut haftender Film mit gleichmäßigem Glanz gebildet. Die auf o.g. Aufnahmeschichten applizierte Bebilderung zeichnet sich durch homogene Farbflächen und gute Kantenschärfe aus.
Fließfähige Aufnahmeschichten mit gesondert induzierter räumlicher Fixierung
Chemisch strahlungsinduziert verfestigend - kationische UV Härtung
Im Gegensatz zu radikalisch härtenden Druckfarben sind kationisch härtende Druckfarben für den Tintenstrahl- oder Tintendruck nur bedingt geeignet, weil polymerbildende Reaktionen, einmal ausgelöst, auch ohne weitere Strahlung im Dunkeln ablaufen können. Einerseits gefährdet diese Eigenschaft kationisch härtender Druckfarben die Betriebszuverlässigkeit entsprechender Tintenstrahl- oder Tintendrucksysteme. Andererseits unterliegen kationisch härtende Druckfarben keiner Sauerstoffinhibierung und bieten ein vergleichsweise geringeres Migrationspotential.
Für die Anfertigung erfindungsgemäßer Aufnahmeschichten wurden wiederum zwei Systeme geprüft: NoriCure® UV-L 3 der Proeil KG, 91781 Weissenburg, DE, und Fototex® 3D der MacDermid Autotype Ltd., Grove Road, Wantage, 0X12 7BZ, United Kingdom . NoriCure® UV-L 3 hat eine Viskosität von 455 mPa-s und Fototex® 3D hat eine Viskosität von 275 mPa-s.
Beide Beispiele wurden mit niedrigviskosen Tintendruckfarben der Anmelderin Tritron GmbH, 35088 Battenberg, DE, Versionsbezeichnung DOD-LTX-EPS-01- 006, ausgeführt. Diese Tintendruckfarben sind wässrige Polyurethan- Dispersionen, grundsätzlich für die Gestaltung wenig oder nicht saugender Untergründe geeignet und gemäß Europäischem Patent 1 851 063 in erfindungsgemäßen flüssigen Farbaufnahmefilmen räumlich fixierbar.
Der Verlauf der in diese fließfähigen Aufnahmeschichten eingetragenen Druckfarben wurde durch Zugabe von Aconitsäure reguliert. Die Auftragung erfolgte im Siebdruck.
Nach abschließender UV-Härtung hat sich jeweils ein auf PVC gut haftender, sehr gut kratz- und sehr gut schmierfester Film gebildet. Die auf o.g. Aufnahmeschichten applizierte Bebilderung ist charakterisiert durch homogene Farbflächen und gute Kantenschärfe. Fototex 3D bildet einen tiefziehfähigen Film .
Claims
1. Flüssige Farbaufnahmeschicht für den direkten Tintenstrahl- oder Tintendruck, in welche flüssige Druckfarben eingetragen werden können und welche sich zu einem auf den Farbeintrag nachfolgenden Zeitpunkt verfestigt oder verfestigen lässt.
2. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht zumindest einen Initiator enthält, der eine räumliche Fixierung (Immobilisierung) von zusammen mit flüssigen Druckfarben in die flüssige Aufnahmeschicht eingetragenen Farbmitteln, insbesondere Farbstoffe oder Pigmente, induziert.
3. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Initiator eine ausreichend schnelle Verminderung der Fließfähigkeit der eingetragenen Druckfarbe induziert.
4. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Initiator eine teilweise oder vollständige Polymerisation der eingetragenen Druckfarbe induziert.
5. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Initiator eine Zusammenlagerung von Inhaltsstoffen der eingetragenen Druckfarbe induziert.
6. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Initiator eine Zusammenlagerung von die Farbmittel, insbesondere Farbstoffe oder Pigmente, umgebenden Inhaltstoffen induziert.
7. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Initiator eine Zusammenlagerung der Farbmittel, insbesondere Farbstoffe oder Pigmente, induziert.
8. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass verminderte Löslichkeiten zu Zusammenlagerungen von Inhaltsstoffen führen.
9. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Initiator ausgewählt ist aus der Gruppe, welche umfasst:
ein Polyanion,
ein Polykation,
eine monomere, oligomere oder polymere Säure,
eine mono- oder polyfunktionelle Carbonsäure,
eine monomere, oligomere oder polymere Base,
ein mehrwertiges Salz.
10. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht eine räumliche Fixierung (Immobilisierung) von zusammen mit flüssigen Druckfarben in die flüssige Aufnahmeschicht eingetragenen Farbmitteln, insbesondere Farbstoffe oder Pigmente, bereitstellt.
11. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fließfähigkeit der Farbaufnahmeschicht, ausgelöst durch zumindest einen Inhaltsstoff einer eingetragenen Druckfarbe, ausreichend schnell verminderbar ist.
12. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht ausgelöst durch zumindest einen Inhaltstoff einer eingetragenen Druckfarbe teilweise oder vollständig polymerisierbar ist.
13. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht zumindest einen Inhaltstoff aufweist, der sich, ausgelöst durch zumindest einen Inhaltsstoff einer applizierten Druckfarbe, zusammenlagert.
14. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass verminderte Löslichkeit zu Zusammenlagerungen von Inhaltsstoffen führt.
15. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht thermisch beschleunigt verfestigbar ist.
16. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht durch Trocknung mit anschließender Koaleszenz verfestigbar ist.
17. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht eine Dispersionsfarbe ist.
18. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht sich spontan verfestigt.
19. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht ein Zwei- oder Mehrkomponentensystem ist.
20. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht chemisch induziert verfestigbar ist.
21. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht ausgelöst durch atmosphärischen Sauerstoff chemisch vernetzt.
22. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht ein lufttrocknendes Alkydharzsystem ist.
23. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht ausgelöst durch Säuren chemisch vernetzt.
24. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht ein säurehärtendes Einkomponentensystem ist.
25. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht ausgelöst durch Wasser chemisch vernetzt.
26. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht ein Sol-Gel-System ist.
27. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht photochemisch induziert verfestigbar ist.
28. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht ausgelöst durch Elektronenstrahlen, UV-Strahlen oder sichtbares Licht vernetzt.
29. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht
transparent und farblos, oder
intransparent und weiß farbig ist.
30. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht ein Klarlack oder ein Klarlacksystem ist.
31. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht mittels eines nichtzerstäubenden Beschichtungsverfahrens,
insbesondere Tauchen, Walzen, Gießen, Fluten, analoger oder
digitaler Druck mit Druckform,
aufgebracht ist.
32. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht mittels eines Spritzbesch ichtungsverfahrens,
insbesondere Spritzen, Sprühen, Druckluftspritzen, Airless- oder Hochdruck- Spritzen, elektrostatisches Sprühen, digitaler Druck ohne Druckform,
aufgebracht ist.
33. Zusammensetzung zur Bildung einer flüssigen Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 30.
34. Verwendung einer Zusammensetzung nach Anspruch 33 zur Bildung einer flüssigen Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 30.
35. Verfahren für den Tintenstrahl- oder Tintendruck, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Aufbringen einer flüssigen Farbaufnahmeschicht oder eines flüssigen Farbaufnahmefilms, insbesondere einer flüssigen Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 30, auf ein Substrat,
Aufbringen, mittels direktem Tintenstrahl- oder Tintendruck, von flüssigen, insbesondere dünnflüssigen, Druckmedien, insbesondere Druckfarben, auf oder in die flüssige Farbaufnahmeschicht, oder auf oder in den flüssigen Farbaufnahmefilm,
Verfestigung, insbesondere Härtung, der Farbaufnahmeschicht oder des Farbaufnahmefilms.
36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Verfestigung der Farbaufnahmeschicht oder des Farbaufnahmefilms eine Verminderung der Fließfähigkeit, und insbesondere Immobilisierung oder Fixierung, der mit den Druckmedien eingetragenen Farbmittel erfolgt.
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