DE69230369T2

DE69230369T2 - Tintenstrahldruck-zusammensetzung und -verfahren

Info

Publication number: DE69230369T2
Application number: DE69230369T
Authority: DE
Inventors: Peter Lyon
Original assignee: Willett International Ltd
Current assignee: Willett International Ltd
Priority date: 1991-02-16
Filing date: 1992-02-17
Publication date: 2000-08-24
Anticipated expiration: 2012-02-18
Also published as: WO1992014794A1; JPH06507651A; EP0571453A1; JP3119874B2; EP0571453B1; ES2142822T3; DE69230369D1; GB9103327D0; ATE187193T1; AU1240092A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung und ein Verfahren zu deren Verwendung, insbesondere synergistische Tintenzusammensetzungen, die Ethylacetat und ein Niedrig-Alkanol mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen enthalten, sowie ein Verfahren zum Drucken von Bildern mit den Tintenzusammensetzungen unter Anwendung eines Tintenstrahldruckers.

Hinterrund der Erfindung

Es wurden verschiedene Arten von Tintenstrahldruckern verwendet, um Titenzusammensetzungen auf einem breiten Bereich von Substraten aufzutragen. In vielen Fällen wird die Tinte in der Form einer Lösung oder Suspension in einem organischen Lösungsmittel, insbesondere MEK, aufgenommen. Die Verwendung von MEK führt zu einer Tinte, die höchst brauchbar für die Verwendung in Tintenstrahldruckern ist, da es zu einer Tinte führt, die leicht verstrahlt werden kann, die aggressiv gegenüber einer Vielzahl von Kunststoffsubstraten ist, so daß das gedruckte Bild fest an dem Substrat haftet, und die rasch trocknet, so daß das gedruckte Bild einem Verwischen oder Verschmieren widersteht, wodurch es möglich wird, das bedruckte Substrat fast unmittelbar nach dem Drucken zu handhaben. Darüber hinaus löst MEK leicht die meisten Farbstoffe und andere Komponenten, die in Tintenzusammensetzungen verwendet werden, wodurch es dem Drucker freigestellt wird einen breiten Bereich von Tintenzusammensetzungen zu verwenden. Trotz der zahlreichen technischen Vorteile der Verwendung von MEK und ähnlichen Lösungsmitteln treten starke Probleme auf, da derartige Lösungsmittel häufig toxisch sind oder Gesundheitsrisiken bergen und vom Standpunkt des Umweltschutzes immer weniger brauchbar werden. So ist MEK entflammbar und führt zur Gefährdung der Gesundheit, insbesondere wenn Dämpfe inhaliert werden oder Flüssigkeit in Hautkontakt kommt, und es besteht daher ein Bedürfnis nach der Verwendung eines Lösungsmittels oder Trägermediums für die Tinte, das physiologisch brauchbar ist, insbesondere so, daß es möglich wird, die Tinte direkt auf ein Nahrungsmittel oder auf ein Verpackungsmaterial, das in engen Kontakt mit einem Nahrungsmittel kommt, aufzubringen.
Es wurde daher vorgeschlagen, niedrige Alkanole oder Wasser als Lösungsmittel oder Trägermedium für die Tinte zu verwenden. Zwar verringern oder vermeiden derartige Lösungsmittel oder Trägermedien die physiologischen Probleme, die mit der Anwendung von MEK einhergehen, jedoch trocknen Tintenformulierungen unter Verwendung eines derartigen Lösungsmittels oder Trägers langsam und verlaufen beim Kontakt mit nicht porösen Oberflächen, insbesondere mit vielen der mit Ton gefüllten Papiere mit glänzenden Oberflächen, die zur Zeit von der Verpackungsindustrie verwendet werden, so daß sich das gedruckte Bild verschmiert und seine scharfe Definition verliert. Da darüber hinaus viele der Farbstoffe oder anderen Komponenten, die für die Tintenzusammensetzungen erforderlich sind, häufig unlöslich oder nur gering löslich in Wasser oder Alkanolen sind, begrenzt die Verwendung derartiger Lösungsmittel oder Trägermedien den Bereich von Tintenformulierungen, die vom Drucker verwendet werden können.
Es wurde vorgeschlagen Ethylacetat als Trägermedium für Tinten auf Pigmentbasis in Kontakt mit Druckverfahren zu verwenden, wobei die Tinten eine hohe Viskosität, typischerweise über 100 Cps aufweisen und einen hohen Gehalt an suspendierten Pigmenten und Bindemitteln enthalten. Derartige Zusammensetzungen sind zur Anwendung in einem Tintenstrahldrucker nicht geeignet, wo die Tinte eine Viskosität von weniger als 40 Cps aufweisen muß und eine Blockierung der feinen Düsenöffnungen aufgrund des hohen Gehalts an Feststoffen in derartigen Tinten auftreten würde.
Trotz der Tatsache, daß Ethylacetat im Vergleich mit der Verwendung von MEK physiologische Vorteile aufweist, ist es relativ unpolar und löst Salze und viele der Farbstoffe, die heute für die Verwendung in Tintenzusammensetzungen für Tintenstrahldrucker erwünscht sind, nicht.
Überraschenderweise haben wir jedoch gefunden, daß Ethylacetat gedruckte Tröpfchen bildet, die sich nicht so stark ausbreiten wie eine entsprechende Formulierung auf Ethanolbasis, wenn sie auf ein mit Ton gefülltes Papier oder ein anderes poröses Substrat aufgebracht werden. Wir haben auch gefunden, daß sich Gemische von kurzkettigen Alkanolen und Ethylacetat in speziellen Anteilen synergistisch verhalten, und daß die Gemische als Lösungsmittel oder Trägermedium für einen breiten Bereich von Tintenzusammensetzungen verwendet werden können. Die Lösungsmittelgemische erhöhen die Fähigkeit des Alkanols, die gewünschten physiologisch brauchbaren Tinten zu lösen, selbst wenn große Anteile an Ethylacetat vorhanden sind und behalten dennoch die geringe Verlaufseigenschaft von Ethylacetat bei. Wir haben außerdem gefunden, daß das Lösungsmittelgemisch zu Zusammensetzungen mit verringerter Viskosität führt, wodurch ihre Verstrahlbarkeit durch die feinen Düsenöffnungen von Tintenstrahldruckern verbessert wird.
In der europäischen Patentanmeldung Nr. 0 034 972 A1 wurde vorgeschlagen azeotrope Gemische von Lösungsmitteln, einschließlich ein- und mehrwertiger Alkanole, Ketone und Ester als Lösungsmittel für Tinten zu verwenden, um die Veränderungen der Zusammensetzung des verbleibenden Lösungsmittels auf ein Minimum herabzusetzen, wenn ein Teil des Lösungsmittels durch Verdampfen verlorengeht. Ein Gemisch von Ethanol und Isopropylacetat wird beschrieben, das 48,5 bis 53,5 Teile Ethanol und 51,5 bis 46,5 Teile des Esters enthält. Da jedoch das Lösungsmittelgemisch azeotrop sein muß, um den Gegenstand dieses Patents zu erzielen, konnten andere Gemische eines derartigen Alkanols und Esters nicht verwendet werden.
In dem US-Patent 4 990 186 wurde auch vorgeschlagen eine Tintenzusammensetzung zu verwenden, die Alkanole und Ester enthält, einschließlich unter anderem Ethanol und Ethylacetat. Jedoch müssen derartige Zusammensetzungen auch Butylalkohol als einen wesentlichen Verdampfungsverzögerer aufweisen und es wird nichts darüber ausgesagt, daß die Verwendung von Ethylacetat und Niedrig-Alkanolen, in der vorliegenden Erfindung spezifiziert zu Vorteilen führen würde. In der GB-A-2 004 904 wurden auch die Verwendung eines breiten Bereichs voü Alkylestern in Kombination mit Alkanolen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen in einem breiten Anteilsbereich in Lösungsmittelgemischen zur Verwendung in Tintenstrahlzusammensetzungen vorgeschlagen. Jedoch wird nicht nahegelegt, daß Ethylacetat die Verteilung eines gedruckten Tröpfchen verringern könnte, oder daß die Verwendung von Alkanolen mit 3 Kohlenstofftatomen oder weniger in dem erfindungsgemäß spezifizierten Anteil zu einer rasch trocknenden Tinte führen würde.

Zusammenfassung der Erfindung:

Dementsprechend wird durch die vorliegende Erfindung eine Tintenzusammensetzung bereitgestellt, die zum Auftrag durch die Düse eines Tintenstrahldruckers geeignet ist, wobei die Tinte einen bildbildenden Bestandteil, gelöst oder dispergiert in einem Trägermedium, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß
a. das Trägermedium ein nicht-azeotropes Gemisch von einem Niedrig-Alkanol mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und Ethylacetat umfaßt; und
b. das Alkanol und Ethylacetat in Gewichtsverhältnissen von 9 : 1 bis 1 : 9 vorhanden sind; und
die Zusammensetzung eine Viskosität von weniger als 40 Cps bei 25ºC hat.
Vorzugsweise wird der bildbildende Bestandteil in dem Trägermedium gelöst und aus Zweckmäßigkeitsgründen wird die Erfindung im folgenden in der Form einer Lösung des bildbildenden Bestandteils in einem Lösungsmittel beschrieben.
Bevorzugt ist das Alkanol Ethylalkohol und die Zusammensetzungen werden aus für Nahrungsmittel geeigneten oder physiologisch brauchbaren Materialien erstellt.
Das Lösungsmittel ist vorzugsweise ein Gemisch aus einem C&sub1;- bis C&sub3;-Alkanol mit Ethylacetat in Gewichtsverhältnissen von Alkanol zu Ester von 9 : 1 bis 1 : 9, insbesondere 4 : 6 bis 1 : 9. Überraschenderweise haben wir gefunden, daß viele Farbstoffe in derartigen Lösungsmittelgemischen in größeren Mengen gut löslich sind, als wenn das Alkanol oder der Ester allein verwendet werden und daß die Verwendung derartiger Lösungsmittelgemische einen für die Verwendung durch den Drucker breiteren Bereich von Tintenzusammensetzungen ermöglicht.
Darüber hinaus wird durch die Erfindung ein Verfahren zum Drucken eines Bildes mit einer Tintenzusammensetzung gemäß der Erfindung bereitgestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Zusammensetzung durch die Düsenöffnung eines Tintenstrahldruckers aufgetragen wird.
Der Tintenstrahldrucker ist ein Nicht-Kontakt-Drucker, in dem einzelne Tintentröpfchen auf individuell gewählte Stellen auf einem Substrat aufgetragen werden, so daß das gewünschte Bild gebildet wird. Der Drucker kann vom Typ Tropfen-auf- Anforderung sein, bei dem diskrete Tintentröpfchen aus einer Anordnung von Düsen ausgeworfen werden, hinter denen das Substrat vorbeigeführt wird, wobei die Düsen in der gewünschten Frequenz und in der gewünschten Reihenfolge aktiviert werden, um das gewünschte Bild auf dem Substrat zu bilden. So kann es sich bei dem Drucker um einen handeln, bei dem Tinte unter Druck zu den Düsen über Ventileinrichtungen strömt, die unter der Kontrolle eines Computers oder dergleichen aktiviert werden, um den Tintenfluß zu der erforderlichen Düse zu ermöglichen, um ein Tröpfchen aus dieser Düse auszuwerfen. Alternativ kann Tinte zu einer Tintenkammer geführt werden, die mit einem piezoelektrischen Kristall ausgerüstet ist, der die Form der Kammer modifiziert, wenn eine Spannung auf den Kristall angelegt wird, so daß ein Tintentröpfchen aus einem Düsenauslaß zu der Kammer ausgeworfen wird. Aus Zweckmäßigkeitsgründen werden derartige Druckertypen nachfolgend allgemein als Tropfen-auf-Anforderung-Tintenstrahldrucker bezeichnet.
Alternativ können die Tröpfchen durch einen sogenannten kontinuierlichen Tintenstrahldrucker aufgetragen werden, bei dem die Tinte unter Druck aus einem Vorratsbehälter durch eine Düse unter Bildung eines Tintenstrahls beschickt wird. Dieser Strahl wird in diskrete im wesentlichen gleichmäßig große und voneinander entfernte Tröpfchen durch Anwendung von Vibrations- oder Druckimpulsen auf die Tinte aufgebrochen. Dies kann durch Vibrieren der Düse oder der Düsenanordnung mittels eines piezoelektrischen Kristalls erfolgen, oder durch Eintauchen einer Vibrationssonde, beispielsweise eines piezoelektrischen Kristallstabes in die Tinte selbst erfolgen. Die Tinte wird durch Anlegen einer Spannung zwischen dem Tintenstrahl vor dem Aufbrechen in Tröpfchen und einer Ladungselektrode beschickt, so daß jedes Tröpfchen eine bekannte Ladung trägt. Die geladenen Tröpfchen laufen dann durch ein elektrisches Ablenkungsfeld, wo sie aus ihrer geraden Linie oder ihrem geraden Flug durch das angelegte Ablenkungsfeld abgelenkt werden. Das Ausmaß der Ablenkung bestimmt den Punkt, an dem die Tröpfchen auf ein Substrat auftreffen, das an dem Drucker vorbeigeführt wird und die Ladungs- und/oder Ablenkungsfelder werden variiert, um die Tröpfchen auf die gewünschte Stelle des Substrats zu lenken. Tröpfchen, die nicht zum Druck dienen sollen, werden nicht abgelenkt, sondern in einer Abfangvorrichtung oder Rinne abgefangen und zu dem Tinten- Vorratsbehälter zur erneuten Verwendung zurückgeführt. Derartige Tintenstrahldrucker werden nachfolgend allgemein als kontinuierliche Tintenstrahldrucker bezeichnet.
Es sind zahlreiche Formen der vorstehenden Druckerarten bekannt und im Handel erhältlich und sie können beim erfindungsgemäßen Verfahren ohne Modifizierung verwendet werden.
Das Alkanol kann ausgewählt werden aus Methyl-, Ethyl- oder Isopropylalkohol. Wir haben gefunden, daß, wenn die Alkanolgruppen langkettige Reste enthalten, die Löslichkeit des Farbstoffs und jeglicher Harzbindemittel in der Tintenzusammensetzung nachteilig beeinflußt werden kann. Ein besonders bevorzugter Alkohol ist Ethylalkohol, der in seiner reinen oder handelsüblichen Form verwendet werden kann, beispielsweise als denaturierter Alkohol oder industrielle methylierte Alkohole.
Bevorzugte Lösungsmittelzusammensetzungen zur Anwendung durch einen Tropfenauf-Anforderung-Drucker sind solche, in denen der Ester überwiegt, d. h. in dem das Gewichtsverhältnis von Ethanol zu Ethylacetat im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 9, vorzugsweise 4 : 6 bis 1 : 9 liegt.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält einen bildbildenden Bestandteil, der in dem Lösungsmittel/Trägermedium gelöst oder dispergiert ist. Die bildbildende Komponente kann von jeglicher geeigneten Art sein, je nach dem Zweck der Abbildung auf dem Substrat. So kann die Komponente unter Ultraviolettlicht floureszieren oder durch eine magnetische Ablesevorrichtung feststellbar sein. Bevorzugt jedoch bildet die Komponente ein sichtbares Bild auf dem Substrat, beispielsweise ein Farbstoff, der in einem mäßig bis stark polaren Lösungsmittel löslich ist, oder ein Pigment. Aus Zweckmäßigkeitsgründen wird die Erfindung nachfolgend anhand eines Farbstoffs beschrieben.
Der Farbstoff für die vorliegende Verwendung kann als eine flüssige Zusammensetzung in einem wäßrigen, ethanolischen, Ester- oder andere Lösungsmittel aufgenommen werden, beispielsweise in dem Lösungsmittel, das als Lösungsmittel für die Tintenzusammensetzung verwendet werden soll, und eine derartige Flüssigkeit, die in das Lösungsmittelmedium für die vorliegende Anwendung eingearbeitet werden kann unter Anwendung jeglicher geeigneter Mischtechniken. Der Farbstoff kann auch in der Form eines feinen teilchenförmigen Feststoffs oder Pigments verfügbar sein, das in dem Lösungsmittelmedium gelöst wird. Es sind zahlreiche Arten von geeigneten Farbstoffen im Handel erhältlich und sie können in ihrer handelsüblichen Reinheit eingesetzt werden. Jedoch enthalten einige handelsübliche Farbstoffe Streckmittel und restliche Salze von der Neutralisation von sulfonsäuren oder anderen sauren Gruppen in dem Farbstoffmolekül. Es ist bevorzugt Farbstoffe zu verwenden, die weniger als 5 Gew.-% dieser und anderer Materialien enthalten, ausgenommen das Lösungsmittel, das enthalten sein kann. Bei der Berechnung der Menge des Esters und Alkanols für die Verwendung in dem Lösungsmittelmedium in den Tintenzusammensetzungen für die erfindungsgemäße Verwendung ist es nötig, daß das Alkanol und/oder der Ester in der Farbstoffzusammensetzung enthalten sind und die Mengen an Alkanol und Ester, die hier angegeben werden, beziehen sich auf die Gesamtheit eines derartigen Materials aus sämtlichen in der Gesamtzusammensetzung vorhandenen Quellen.
Es ist bevorzugt, daß die Tintenzusammensetzung auch ein oder mehrere filmbildende Harze enthält, um die Adhäsion der Tintentröpfchen auf dem Substrat zu verbessern und eine Maßnahme zum Schutz der getrockneten Tröpfchen gegen Abrieb und die Einwirkung von Wasser oder anderen Lösungsmitteln bei Kontakt mit dem getrockneten Tröpfchen zu treffen. Typischerweise sind derartige Harze organische Harze, wie sie üblicherweise in Tintenzusammensetzungen verwendet werden und sie umfassen beispielsweise Acryl-Copolymere, Kolophoniumester, Shellak, Polyvinylester, Ketonharze, Harnstoff-Aldehyd-Harze, Vinylchlorid/Vinylether- oder Vinylacetat-Copolymere, Celluloseether und -ester, Polyamidharze, Styrol/Maleat-Harze, Polyvinylpyrrolidonharze, Vinylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolymere, Polystyrolharze, Melaminharze, wärmehärtende Acrylharze, Polyurethanharze und strahlenhärtbare Acrylatharze. Derartige Harze können in ihren handelsüblichen Formen eingesetzt werden.
Vorzugsweise enthalten die Zusammensetzungen zur vorliegenden Anwendung 0,1 bis 20 Gew.-% des Farbstoffs, vorzugsweise 1 bis 6%, insbesondere weniger als 5%; und 0,1 bis 40%, vorzugsweise 2 bis 20 Gew.-% des Bindemittels oder filmbildenden Bestandteils, basierend auf dem Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung. Derartige Zusammensetzungen weisen typischerweise eine Viskosität von weniger als 20 Cps, vorzugsweise weniger als 10 Cps, bevorzugt 1 bis 6 Cps bei 20ºC auf.
Wenn die Tinte durch einen kontinuierlichen Tintenstrahldrucker aufgetragen werden soll, ist es im allgemeinen notwendig eine oder mehrere ionische Komponenten in die Tinte einzuarbeiten, so daß sie eine ausreichende Leitfähigkeit aufweist, um die zu induzierende Ladung aufzunehmen. Typischerweise ist es günstig, eine Tintenzusammensetzung mit einer Leitfähigkeit von 500 bis 2500, vorzugsweise 750 bis 1250 mikro-Siemens pro Zentimeter zu verwenden. Das Gemisch des Esters und der Niedrig- Alkanol-Lösungsmittel weist oft eine Leitfähigkeit äquivalent zu MEK auf und kann so verwendet werden, ohne daß es notwendig ist, Salze oder andere polare oder ionische Komponenten zuzusetzen. Wenn eine adäquate Leitfähigkeit durch die Anwendung des gemischten Alkanol/Ester-Lösungsmittels nicht erzielbar ist, kann die gewünschte Leitfähigkeit durch den Zusatz eines Salzes zu der Zusammensetzung erzielt werden, wie dies im Stand der Technik bekannt ist, beispielsweise durch die Verwendung eines Farbstoffs, der bereits ein Salz enthält, beispielsweise als Salze in dem Farbstoff oder der Farbstoff selbst. Geeignete Salze, die zugesetzt werden können, umfassen Ammonium-, Natrium- oder Kaliumsalze von organischen Säuren, wie Essigsäure, Milchsäure oder Propionsäure oder von Thiocyansäure. Die Ammonifizierung einer Komponente der Tintenzusammensetzung kann auch angewendet werden, um zumindest einen Teil der in der Zusammensetzung erforderlichen Leitfähigkeit zu erzeugen. Eine derartige ammonifizierte Komponente ist häufig in dem Lösungsmittelmedium gut löslich, kehrt jedoch in eine wasserunlösliche Form aufgrund des Verlustes des Ammoniaks aus dem gedruckten Tröpfchen zurück, wodurch die Komponente zu einem gedruckten Tröpfchen mit erhöhter Wasserfestigkeit führt. Bevorzugt ist die ammonifizierte Komponente ein Bindemittel, insbesondere ein organisches Harz, das eine oder mehrere Carbonsäuregruppen enthält, beispielsweise Shellak oder ein carboxyliertes Acrylharz.
Die Tintenzusammensetzungen zur vorliegenden Anwendung können nach jeglicher geeigneten Methode hergestellt werden, beispielsweise durch Vermischen von Lösungen der Komponenten in einem oder mehreren der Lösungsmittel und anschließendes Verdünnen des Gemischs auf die gewünschte Konzentration mit weiterem Lösungsmittel.
Die erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzungen und ihre Anwendung durch einen handelsüblichen Tropfen-auf-Anforderung-Tintenstrahldrucker werden in den folgenden Beispielen zur Erläuterung beschrieben, wobei sich alle Teile und Prozentangaben auf das Gewicht beziehen, falls nicht anders angegeben:

Beispiel 1

Es wurde eine Tintenzusammensetzung hergestellt durch Vermischen von Ethanol (IMS 99) und Ethylacetat in verschiedenen Anteilen, wie nachstehend angegeben und Auflösen eines handelsüblichen schwarzen Farbstoffs in dem Lösungsmittelgemisch. Die Zusammensetzungen wurden auf ihre Viskosität in Cps bei 20ºC und auf die Menge an unlöslichem Material, das nach dem Durchlaufen der Zusammensetzung durch ein Membran mit Öffnungen von 3 Mikrometer gewonnen wurde, untersucht, um die Menge an unlöslichem Material in der Zusammensetzung festzustellen. Ein hoher Anteil an unlöslichem Material zeigt einen niedrigen Auflösungsgrad des Farbstoffs in der Zusammensetzung und damit ein hohes Blockierungsrisiko der Düse des Tintenstrahldruckers an. Die Ergebnisse dieser Tests sind im folgenden aufgeführt:

Zusammensetzungen:

A: 100 Teile Ethanol; 14 Teile Farbstoff
B: 50 Teile Ethanol; 50 Teile Ethylacetat, 14 Teile Farbstoff
C: 100 Teile Ethylacetat; 14 Teile Farbstoff
Viskosität:
Zusammensetzung A: 2,14 Cps
Zusammensetzung B: 1,26 Cps
Zusammensetzung C: 0,99 Cps
Unlösliches Material, ausgedrückt als Prozentsatz des vorhandenen Gesamtfarbstoffs:
Zusammensetzung A: 0,18%
Zusammensetzung B: 0,22%
Zusammensetzung C: 14,94%
Die Zusammensetzungen wurden als Tröpfchen durch einen üblichen Tropfen-auf- Anforderung-Tintenstrahldrucker, wie von den Anmeldern im Handel, auf eine mit Ton gefüllte Papierfläche, die eine glänzende Oberfläche aufwies, aufgebracht. Die Zusammensetzung A trocknete rasch, drang jedoch in das umgebende Papier ein, wodurch ein ausgebreiteter Fleck entstand. Die Zusammensetzung B trocknete rasch, drang jedoch nicht beträchtlich in das umgebende Papier ein. Die Zusammensetzung C konnte nur schwierig aufgetragen werden aufgrund des hohen Anteils an unlöslichem Material in der Zusammensetzung, ergab jedoch ein schwach gedrucktes punktförmiges Bild, das sich nicht wesentlich in die umgebende Papieroberfläche ausbreitete.

Beispiel 2:

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde mit zwei unterschiedlichen Farbstoffen wiederholt und die Ergebnisse waren im allgemeinen die gleichen und bestätigten, daß die Zusammensetzungen, die das gemischte Lösungsmittel enthielten, eine verringerte Viskosität im Vergleich mit den Zusammensetzungen aufwiesen, die 100% Ethanol als Lösungsmittel enthielten, wohingegen die geringen Gehalte an unlöslichen Materialien und die gute punktförmige Bildqualität beibehalten wurden.

Beispiel 3:

Es wurden Tintenzusammensetzungen hergestellt aus 84% Lösungsmittel, 4% Solvent Black 47-Farbstoff und 12% carboxyliertem Acrylharz-Bindemittel. Das Lösungsmittel war ein Gemisch aus Ethylacetat und Ethanol (IMS) in Gewichtsverhältnissen, wie nachstehend angegeben. Die Tinten wurden auf ihre Viskosität bewertet und die Ergebnisse sind im folgenden aufgeführt:
Lösungsmittelzusammensetzung, Ethylacetat: Ethanol:
Alle Proben waren stabil bei geringen unlöslichen Rückständen. Die Rückstände konnten leicht abfiltriert werden unter Bildung von stabilen Lösungen zu Anwendungen durch einen Tropfen-auf-Anforderung-Tintenstrahldrucker unter Bildung von gut gedruckten Tröpfchen.

Beispiel 4

Das Verfahren von Beispiel 3 wurde wiederholt unter Verwendung von Tintenzusammensetzungen, die enthielten:
100% Ethylacetat
98% Ethylacetat, 2% IMS
95% Ethylacetat, 5% IMS
Mit den ersten beiden Lösungsmittelgemischen wurden übermäßige Rückstände an unlöslichem Material festgestellt, die eine Filtration vor der Anwendung in einem Tropfenauf-Anforderung-Drucker erforderlich machten. Im Gegensatz hierzu ergab die letzte Zusammensetzung eine stabile Lösung mit geringen restlichen Feststoffen und einer Viskosität von 1,624, was anzeigt, daß ein Minimum von etwa 5% IMS erforderlich ist, um den Farbstoff im wesentlichen vollständig aufzulösen.

Beispiel 5:

Es wurden Tintenzusammensetzungen hergestellt unter Anwendung verschiedener Alkanole und Ester in Gewichtsverhältnissen von 50 : 50 in Zusammensetzungen, die 84 Teile Lösungsmittel, 4 Teile Farbstoff und 12 Teile carboxyliertes Acrylharz-Bindemittel enthielten. Die Tinten wurden auf ihre Viskosität, Trocknungseigenschaft beim Auftrag auf eine Polyethylenfolie und auf die Adhäsion des gedruckten Tröpfchens auf Polyvinylchlorid bewertet. Die Ausbreitung der gedruckten Tröpfchen, ausgedrückt als Vielfaches des Durchmessers der Tröpfchen, wie ursprünglich aufgebracht, wurde ebenfalls bestimmt.
Es wurden folgende Ergebnisse erzielt:
IMS = Industrieller methylierter Alkohol, EA = Ethylacetat, IPA = Isopropylalkohol, BOH = Butan-1-ol.
Alle Lösungsmittelgemische lösten das Harz und den Farbstoff unter Bildung stabiler Lösungen. Jedoch war die Tintenzusammensetzung C, basierend auf Butan-1-ol, langsam trocknend und ergab ein verschmiertes Bild beim Handhaben nach dem Drucken. Sie verbreitete sich auch beträchtlich.
Die Tintenzusammensetzungen wurden auf ein PVC-Rohr aufgebracht und der Abrieb und die Kratzfestigkeit wurden bewertet. Die Entfernung der Tinte durch Abziehen eines Klebstreifens, der auf die gedruckten Tröpfchen aufgebracht wurde, wurde ebenfalls bewertet. Die Tinten A und B verhielten sich fast so gut wie eine übliche Tinte auf MEK- Lösungsmittelbasis, was anzeigt, daß die Lösungsmittelgemische zu gedruckten Bildern führen, die zumindest teilweise durch Fusion mit dem darunterliegenden Kunststoffsubstrat anhaften.
Zu Vergleichszwecken wurden bei der Verwendung von Ethylbutyrat und Butylacetat als Ester lange Trocknungszeiten und/oder Ausbreitung der gedruckten Tröpfchen festgestellt und das Harz war nicht vollständig gelöst.

Beispiel 6:

Es wurde eine Tintenzusammensetzung aus Ethylacetat (36,3 Teile), IMS (36,2 Teile), Orasol Black Farbstoff (15 Teile), dem unter dem Warenzeichen Laropol K80 erhältlichen Polybetone-Harz (5 Teile), dem unter dem Warenzeichen Pioloform BN 18 erhältlichen Polyvinylbutyralharz (2,5 Teile) und Propylenglykol-Monomethylether (5 Teile) hergestellt. Diese Tintenzusammensetzung wies eine Viskosität von 3,4-3,6 Cps bei 20ºC auf und konnte gut gedruckt werden unter Bildung eines scharfen Bildes ohne wesentliche Verbreiterung.

Claims

1. Tintenzusammensetzung, geeignet zur Anwendung durch die Düse eines Tintenstrahldruckers, wobei die Tinte einen bildbildenden Bestandteil, gelöst oder dispergiert in einem Trägermedium umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) das Trägermedium ein nicht-azeotropes Gemisch von einem Niedrig-Alkanol mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und Ethylacetat umfaßt; und

b) das Alkanol und Ethylacetat in Gewichtsverhältnissen von 9 : 1 bis 1 : 9 vorhanden sind; und

c) die Zusammensetzung eine Viskosität von weniger als 40 Cps bei 25ºC hat.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bildbildende Bestandteil in dem Trägermedium gelöst ist.

3. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung aus für Nahrungsmittel geeigneten oder physiologisch brauchbaren Materialien besteht.

4. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel ein Gemisch eines C&sub1; bis C&sub3;-Alkanols mit Ethylacetat in Gewichtsverhältnissen von Alkanol zu Ester von 4 : 6 bis 1 : 9 ist.

5. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkanol Ethylalkohol und der Ester Ethylacetat ist.

6. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein filmbildendes Harz enthält.

7. Verfahren zum Drucken eines Bildes durch Aufbringen einer Tintenzusammensetzung auf ein Substrat durch einen Tintenstrahldrucker, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenzusammensetzung eine Zusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ist.