DE102016225985A1 - Water-based ink for inkjet printing - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine wasserbasierte Tinte für den Tintenstrahldruck, die mindestens ein Pigment, mindestens ein vernetzbares polymeres Bindemittel, mindestens einen Vernetzer und mindestens ein organisches Lösungsmittel und Wasser umfasst. Dabei ist als vernetzbares polymeres Bindemittel mindestens ein Polymer ausgewählt aus der Gruppe Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Kautschuk (ABS), Methacrylat-Butadien-Styrol (MBS) oder Methyl-Methacrylat-Butadien-Styrol (MBS) vorgesehen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem polymeren Bindemittel um ein selbstvernetzendes polymeres Bindemittel. Die erfindungsgemäße Tinte kann vorzugsweise zusätzlich einen Inhibitor aufweisen, der die Vernetzung des polymeren Bindemittels verhindert oder verlangsamt, bis die Tinte auf das für den Tintenstrahldruck vorgesehene Substrat aufgebracht ist.The invention relates to a water-based ink for ink jet printing comprising at least one pigment, at least one crosslinkable polymeric binder, at least one crosslinker and at least one organic solvent and water. At least one polymer selected from the group of acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), acrylonitrile-butadiene-styrene rubber (ABS), methacrylate-butadiene-styrene (MBS) or methyl-methacrylate-butadiene-styrene (US Pat. MBS). Preferably, the polymeric binder is a self-crosslinking polymeric binder. The ink of the present invention may preferably additionally comprise an inhibitor which prevents or slows the crosslinking of the polymeric binder until the ink is applied to the substrate for ink-jet printing.

Description

Die Erfindung betrifft eine wasserbasierte Tinte für den Tintenstrahldruck, deren Verwendung sowie ein Verfahren zum Beschichten oder Bedrucken von Oberflächen im Tintenstrahldruck-Verfahren.The invention relates to a water-based ink for inkjet printing, their use and a method for coating or printing surfaces in the inkjet printing process.

Bekanntlich handelt es sich bei dem Tintenstrahldruck (englisch: Inkjet printing) um ein Verfahren, bei dem auf ein Substrat, beispielsweise Papier oder Textilien, kleine Tröpfchen flüssiger Tinte aufgebracht werden. Dabei kann ein kontinuierlicher Tintenstrahl zum Aufbringen auf das Substrat erzeugt werden (Continuous Inkjet, CIJ), oder es werden einzelne Tropfen nur bei Bedarf (diskontinuierlich) erzeugt und dann auf das Substrat übertragen (Drop-On-Demand, DOD).It is known that ink jet printing is a process in which small droplets of liquid ink are applied to a substrate, for example paper or textiles. In this case, a continuous ink jet for application to the substrate can be produced (continuous ink jet, CIJ), or individual drops are produced only when needed (discontinuous) and then transferred to the substrate (drop-on-demand, DOD).

Bei dem weit verbreitetem DOD-Inkjet-Verfahren gibt es zum einen Drucksysteme, bei denen die Tropfen thermisch, d. h. mit Hilfe eines Heizelements, erzeugt und durch die entstandene Dampfblase ausgetragen werden. Zum anderen existieren Drucksysteme, bei denen durch Anlegen einer elektrischen Spannung ein Piezoelement ausgedehnt und dann durch den so erzeugten Überdruck der Farbtropfen ausgetragen wird.The widespread DOD inkjet process, on the one hand, has printing systems in which the drops are thermally, i. H. with the help of a heating element, generated and discharged through the resulting vapor bubble. On the other hand, there are printing systems in which a piezoelectric element is expanded by applying an electrical voltage and then discharged by the overpressure of the ink drops produced in this way.

Für die genannten unterschiedlichen Tintenstrahldruck-Verfahren existieren verschiedene sogenannte Inkjet-Tinten, die beispielsweise auf Basis organischer Lösungsmittel, als wasserbasierte Tinten oder als durch Strahlung aushärtbare Tinten hergestellt sind. Dabei trocknen und härten die zuletzt genannten strahlungshärtbaren Tinten durch Polymerisation eines Bindemittels mit UV-Licht und geeigneten Fotoinitiatoren. Tinten auf Basis organischer Lösungsmittel und wasserbasierte Tinten trocknen durch Verdampfen der organischen Lösungsmittel und/oder durch Verdampfen des Wassers, wobei ggf. zusätzlich eine Vernetzung von in der Tinte vorhandenen polymeren Bestandteilen, insbesondere polymeren Bindemitteln, stattfinden kann.For the various ink-jet printing methods mentioned, there are various so-called inkjet inks which are produced, for example, on the basis of organic solvents, as water-based inks or as radiation-curable inks. The last-mentioned radiation-curable inks dry and harden by polymerization of a binder with UV light and suitable photoinitiators. Organic solvent-based inks and water-based inks dry by evaporation of the organic solvents and / or by evaporation of the water, optionally additionally allowing crosslinking of polymeric constituents present in the ink, especially polymeric binders.

Grundsätzlich ist die Verwendung wasserbasierter Tinten für den Tintenstrahldruck bevorzugt. Bei solchen Tinten ist es einerseits möglich, den Einsatz kennzeichnungspflichtiger Inhaltsstoffe, wie Fotoinitiatoren, entweder zu reduzieren oder ganz zu vermeiden. Andererseits wird beim Einsatz solcher Tinten die Freisetzung organischer Lösungsmittel beim Trocknen der Tinte signifikant reduziert.Basically, the use of water-based inks for ink-jet printing is preferred. With such inks, on the one hand, it is possible either to reduce the use of ingredients subject to labeling, such as photoinitiators, or to completely avoid them. On the other hand, the use of such inks significantly reduces the release of organic solvents upon drying of the ink.

Allerdings gibt es derzeit immer noch viele herausfordernde Anwendungen beim Tintenstrahldruck auf saugenden und nicht saugenden Substraten, bei denen mit den bekannten Tinten, insbesondere wasserbasierten Tinten, noch keine befriedigenden Eigenschaften der resultierenden Beschichtungen oder Drucke bereitgestellt werden können. Eine kritische Eigenschaft solcher Beschichtungen oder Drucke ist dabei die sogenannte Nassabriebbeständigkeit, mit deren Hilfe die Beständigkeit/Festigkeit der entsprechenden Beschichtung gegen ein wiederholtes (feuchtes oder nasses) Reinigen beurteilt wird. Schlechte Nassabriebbeständigkeiten können bei unterschiedlichen saugenden und nicht saugenden Oberflächen auftreten, insbesondere bei Oberflächen von Substraten aus Papier, textilen Materialien oder Kunststoffen. So ist es beispielsweise beim Beschichten oder Bedrucken von Textilien oder Tapeten Voraussetzung, dass diese eine vergleichsweise hohe Nassabriebbeständigkeit bei wiederholten Reinigungs- und Waschvorgängen aufweisen.However, there are still many challenging applications in ink-jet printing on absorbent and non-absorbent substrates, where no satisfactory properties of the resulting coatings or prints can be provided with the known inks, particularly water-based inks. A critical characteristic of such coatings or prints is the so-called wet abrasion resistance, with the aid of which the resistance / strength of the corresponding coating is assessed against repeated (moist or wet) cleaning. Poor wet abrasion resistance can occur with different absorbent and non-absorbent surfaces, especially surfaces of substrates made of paper, textile materials or plastics. For example, when coating or printing on textiles or wallpaper, it is a prerequisite that they have a comparatively high resistance to wet abrasion during repeated cleaning and washing operations.

Die WO-A1-2014/078771 beschreibt eine Dispersion, die auch als Tinte bereitgestellt werden kann. Diese Dispersion umfasst neben einem Pigment und einem Lösungsmittelsystem, ein Polymer mit einer Carboxylgruppe, ein Vernetzungsmittel zur Vernetzung an der Carboxylgruppe und ein tertiäres Amin als Inhibitor für die Vernetzungsreaktion. Die Offenbarung dieser Veröffentlichung ist auf Dispersionen beschränkt, bei denen die Vernetzungsreaktion mit Hilfe von tertiären Aminen unterbunden wird. Im Beispielteil der Beschreibung der WO-A1-2014/078771 kommen Acrylat-Bindemittel als Polymere mit einer Carboxylgruppe zum Einsatz.The WO-A1-2014 / 078771 describes a dispersion which may also be provided as an ink. This dispersion comprises, besides a pigment and a solvent system, a polymer having a carboxyl group, a crosslinking agent for crosslinking at the carboxyl group, and a tertiary amine as an inhibitor for the crosslinking reaction. The disclosure of this publication is limited to dispersions in which the crosslinking reaction is prevented by means of tertiary amines. In the example part of the description of WO-A1-2014 / 078771 Acrylate binders are used as polymers with a carboxyl group.

Die WO-A1-2011/022001 offenbart eine Tinte für den Tintenstrahldruck mit einem Lösungsmittelsystem, einem Pigment, vernetzbaren Bindemittelteilchen und einem Vernetzer für diese Teilchen. Die Vernetzung kann durch Wärme oder Lösungsmittelverlust ausgelöst werden, wobei im Gegensatz zu der Dispersion der WO-A1-2014/078771 kein (chemischer) Inhibitor vorgesehen ist.The WO-A1-2011 / 022001 discloses an ink for ink-jet printing with a solvent system, a pigment, crosslinkable binder particles and a crosslinker for these particles. The crosslinking can be triggered by heat or solvent loss, in contrast to the dispersion of WO-A1-2014 / 078771 no (chemical) inhibitor is provided.

Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik stellt sich die Erfindung dementsprechend insbesondere die Aufgabe, eine wasserbasierte Tinte für den Tintenstrahldruck bereitzustellen, mit deren Hilfe auf den Oberflächen unterschiedlicher saugender oder nicht saugender Substrate, insbesondere aus Papier, textilen Materialien oder Kunststoffen beständige Beschichtungen oder Drucke erzeugt werden können. Vorzugsweise soll dabei die Nassabriebbeständigkeit bzw. Nassabriebfestigkeit dieser Beschichtungen oder Drucke gegenüber den bei bekannten Tinten erreichbaren Beständigkeiten/Festigkeiten verbessert sein. Die so bereitgestellte Tinte soll dabei insbesondere für die Beschichtung oder das Bedrucken von Textilien und/oder Tapeten geeignet sein.Based on the described prior art, the invention accordingly sets itself the task of providing a water-based ink for ink jet printing, with the help of which produces resistant coatings or prints on the surfaces of different absorbent or non-absorbent substrates, in particular paper, textile materials or plastics can be. Preferably, the wet abrasion resistance or wet abrasion resistance of these coatings or prints should be improved compared to the resistances / strengths achievable with known inks. The ink thus provided should be suitable in particular for the coating or printing of textiles and / or wallpapers.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die wasserbasierte Tinte mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Zusammensetzungen dieser Tinte sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Weiter umfasst die Erfindung die Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 sowie das Verfahren nach Anspruch 15 mit seinen bevorzugten Ausführungen gemäß der von Anspruch 15 abhängigen Ansprüche. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme ausdrücklich zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht. This object is achieved by the water-based ink having the features of claim 1. Preferred compositions of this ink are described in the dependent claims. Furthermore, the invention comprises the use with the features of claim 14 and the method according to claim 15 with its preferred embodiments according to the dependent of claim 15 claims. The wording of all claims is hereby expressly incorporated by reference into this description.

Die erfindungsgemäße wasserbasierte Tinte für den Tintenstrahldruck umfasst mindestens ein Pigment, mindestens ein vernetzbares polymeres Bindemittel, mindestens einen Vernetzer und mindestens ein organisches Lösungsmittel und Wasser. Dabei ist als vernetzbares polymeres Bindemittel mindestens ein Polymer ausgewählt aus der Gruppe Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Kautschuk (ABS), Methacrylat-Butadien-Styrol (MBS) oder Methyl-Methacrylat-Butadien-Styrol (MBS) vorgesehen.The water-based ink for ink jet printing according to the invention comprises at least one pigment, at least one crosslinkable polymeric binder, at least one crosslinker and at least one organic solvent and water. At least one polymer selected from the group of acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), acrylonitrile-butadiene-styrene rubber (ABS), methacrylate-butadiene-styrene (MBS) or methyl-methacrylate-butadiene-styrene (US Pat. MBS).

Unter dem Begriff „Tinte“ soll erfindungsgemäß jede Lösung oder Dispersion von Farbmitteln in Lösungsmitteln verstanden werden. Bei der erfindungsgemäßen Tinte handelt es sich vorzugsweise um eine Dispersion entsprechender Pigmente in einem wasserbasierten Lösungsmittelsystem. In diesem Zusammenhang soll der Begriff „wasserbasiert“ bedeuten, dass in dem entsprechenden Lösungsmittelsystem der erfindungsgemäßen Tinte aus Wasser und organischen Lösungsmitteln das Wasser einen (vorzugsweise deutlich) größeren Anteil besitzt als die organischen Lösungsmittel.The term "ink" is to be understood according to the invention any solution or dispersion of colorants in solvents. The ink of the invention is preferably a dispersion of corresponding pigments in a water-based solvent system. In this context, the term "water-based" is intended to mean that in the corresponding solvent system of the water and organic solvent ink of the invention, the water has a (preferably significantly) greater proportion than the organic solvents.

In Anbetracht der Tatsache, dass es sich bei den erfindungsgemäßen Tinten vorzugsweise um Dispersionen in einem wasserbasiertem Lösungsmittelsystem handelt, kann die beanspruchte wasserbasierte Tinte für den Tintenstrahldruck auch als wasserbasierte Dispersion mit Farbmittel für den Tintenstrahldruck bezeichnet werden.In view of the fact that the inks of the present invention are preferably dispersions in a water-based solvent system, the claimed water-based ink for ink-jet printing may also be referred to as a water-based dispersion with colorant for ink-jet printing.

Gemäß der Erfindung sind „Pigmente“ alle farbgebenden Substanzen, die - im Gegensatz zu Farbstoffen - in der Regel im verwendeten Lösungsmittelsystem unlöslich oder weitgehend unlöslich sind.According to the invention, "pigments" are all colorants which, in contrast to dyes, are generally insoluble or largely insoluble in the solvent system used.

Unter dem Begriff „Bindemittel“ sollen erfindungsgemäß alle (häufig auch Harz genannten) Bestandteile der Tinte verstanden werden, die einerseits die Pigmente und die übrigen Bestandteile der Tinte aneinander binden und andererseits die Haftung zum Substrat und dessen Oberfläche unterstützen. Wasserbasierte Tinten für den Tintenstrahldruck enthalten in der Regel lediglich vergleichsweise geringe Mengen an Bindemittel, beispielsweise weniger als 20 Gew.-%, insbesondere weniger als 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte. According to the invention, the term "binder" is understood to mean all constituents (often also called resin) of the ink which, on the one hand, bind the pigments and the other constituents of the ink and, on the other hand, promote adhesion to the substrate and its surface. Water-based inks for ink-jet printing generally contain only comparatively small amounts of binder, for example less than 20 wt .-%, in particular less than 15 wt .-%, based on the total weight of the ink.

Die entsprechenden Bindemittel werden bei der Herstellung der Tinte in der Regel in Form von Dispersionen, insbesondere von Dispersionen in einem wässrigen Lösungsmittelsystem, bereitgestellt.The corresponding binders are usually provided in the preparation of the ink in the form of dispersions, in particular dispersions in an aqueous solvent system.

Nach der Erfindung sind die verwendeten (polymeren) Bindemittel vernetzbar, d. h. die im Bindemittel vorhandenen Moleküle sind mit Hilfe eines sogenannten Vernetzers oder Vernetzungsmittels mindestens teilweise zu einem zweidimensionalen, und vorzugsweise auch dreidimensionalen Netzwerk verknüpfbar. Die bei einer solchen Vernetzung verschiedener Bindemittel/Polymere ablaufenden Reaktionen sind dem Fachmann ohne weiteres bekannt. Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Polymeren handelt es sich vorzugsweise um solche, bei denen die Vernetzung an im Molekül vorhandenen funktionellen Gruppen, insbesondere Carboxyl-Gruppen erfolgt.According to the invention, the (polymeric) binders used are crosslinkable, i. H. the molecules present in the binder are at least partially linkable to a two-dimensional, and preferably also three-dimensional, network with the aid of a so-called crosslinking agent or crosslinking agent. The reactions taking place in such a crosslinking of various binders / polymers are readily known to the person skilled in the art. The polymers used according to the invention are preferably those in which the crosslinking is carried out on functional groups present in the molecule, in particular carboxyl groups.

So sind erfindungsgemäß beispielsweise Acrylnitril-Butadien-Kautschuke (NBR) als Carboxyl-Acrylnitril-Butadien-Copolymere der Hersteller Zeon Corporation (Nipol-Serie), der Emerald Materials (Serie Nychem) und der Firma Synthomer (Litex-Serie) verwendbar. Acrylnitril-Butadien-Styrol-Kautschuke (ABS) sind als carboxylierte Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere von Emerald Materials (Nychem-Serie) und Synthomer (Litex-Serie) verfügbar. Geeignete MBS-Kautschuke finden sich ebenfalls in der Litex-Serie von Synthomer, beispielsweise als carboxylierte Methacrylat-Butadien-Styrol-Copolymere.Thus, for example, according to the invention, acrylonitrile-butadiene rubbers (NBR) can be used as carboxyl-acrylonitrile-butadiene copolymers of the manufacturers Zeon Corporation (Nipol series), Emerald Materials (Nychem series) and Synthomer (Litex series). Acrylonitrile-butadiene-styrene rubbers (ABS) are available as carboxylated acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers from Emerald Materials (Nychem series) and Synthomer (Litex series). Suitable MBS rubbers are also found in the Litex series of Synthomer, for example, as carboxylated methacrylate-butadiene-styrene copolymers.

„Vernetzer“ oder „Vernetzungsmittel“ (englisch: cross-linker) ist eine Verbindung, die sich durch mindestens zwei reaktive Gruppen auszeichnet, welche dann (einzelne) Polymerstränge des Bindemittels miteinander zu einem Netzwerk verknüpfen. Erfindungsgemäß sind insbesondere solche Vernetzer geeignet, die eine Vernetzungsreaktion mit einer Carboxylgruppe der als Bindemittel verwendeten Polymere eingehen können. Hierbei kann es sich beispielsweise um Carbodiimide handeln, insbesondere um Polymere, die mindestens eine Carbodiimid-Gruppe enthalten. Ebenfalls hervorgehoben werden können als Vernetzer methylierte MelaminFormaldehyd-Harze. Auch anorganische Verbindungen sind als Vernetzer einsetzbar, beispielsweise Zirkoniumsalze, wie Zirkoniumcarbonate."Crosslinker" or "crosslinking agent" is a compound which is characterized by at least two reactive groups, which then link together (individual) polymer strands of the binder to form a network. Particularly suitable according to the invention are those crosslinkers which can undergo a crosslinking reaction with a carboxyl group of the polymers used as binders. These may be, for example, carbodiimides, in particular polymers containing at least one carbodiimide group. Also can be highlighted as crosslinkers methylated melamine-formaldehyde resins. Also inorganic compounds can be used as crosslinkers, for example zirconium salts, such as zirconium carbonates.

Im Sinne der Erfindung sind „Lösungsmittel“ Flüssigkeiten, in denen die übrigen Bestandteile der Tinte dispergiert und/oder gelöst werden können. In der Regel finden dabei keine chemischen Reaktionen zwischen den dispergierten/gelösten Stoffen und den Lösungsmitteln statt. For the purposes of the invention, "solvents" are liquids in which the remaining constituents of the ink can be dispersed and / or dissolved. As a rule, no chemical reactions take place between the dispersed / dissolved substances and the solvents.

Wie bereits erwähnt ist bei der erfindungsgemäßen wasserbasierten Tinte der Hauptbestandteil des verwendeten Lösungsmittelsystems Wasser. Bei der Herstellung dieser wasserbasierten Tinten ist dieses Wasser bereits Bestandteil der zur Herstellung der Tinte verwendeten Dispersionen, beispielsweise Pigment-Dispersionen oder Bindemittel-Dispersionen, und/oder wird bei der Herstellung der Tinte, insbesondere als demineralisiertes Wasser, zugegeben.As already mentioned, in the water-based ink according to the invention, the main constituent of the solvent system used is water. In the preparation of these water-based inks, this water is already part of the dispersions used to prepare the ink, for example pigment dispersions or binder dispersions, and / or is added in the preparation of the ink, in particular as demineralized water.

Wie bereits erläutert sind die erfindungsgemäß ausgewählten polymeren Bindemittel vernetzbar, insbesondere an den im Polymer vorhandenen Carboxyl-Gruppen vernetzbar. Dementsprechend ist es nach der Erfindung bevorzugt, wenn die wasserbasierte Tinte Polymere mit einer vergleichsweise hohen Zahl an Carboxyl-Gruppen im Polymermolekül enthält. Zu diesem Zweck können die erfindungsgemäß eingesetzten Polymere (NBR, ABS, MBS) vorzugsweise zusätzlich carboxyliert sein. Auf diese Weise kann die Zahl der Carboxyl-Gruppen erhöht, und ggf. sogar gezielt eingestellt werden. Ein entsprechendes Polymer ist beispielsweise XNBR (carboxylierter Nitril-Butadien-Kautschuk), der herstellbar ist durch Addition einer Carbonsäure-Gruppe zu einem Nitril-Kautschuk.As already explained, the polymeric binders selected according to the invention are crosslinkable, in particular crosslinkable to the carboxyl groups present in the polymer. Accordingly, it is preferred according to the invention if the water-based ink contains polymers having a comparatively high number of carboxyl groups in the polymer molecule. For this purpose, the polymers (NBR, ABS, MBS) used according to the invention may preferably additionally be carboxylated. In this way, the number of carboxyl groups can be increased, and if necessary even adjusted in a targeted manner. A corresponding polymer is, for example, XNBR (carboxylated nitrile-butadiene rubber), which can be prepared by adding a carboxylic acid group to a nitrile rubber.

Bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt sind wasserbasierte Tinten, bei denen mindestens ein Acrylnitril-Butadien-Styrol-Kautschuk (ABS) als vernetzbares polymeres Bindemittel eingesetzt ist. Mit solchen Bindemitteln lassen sich insbesondere auf Textilien und Tapeten Beschichtungen/Drucke mit hohen Nassabriebfestigkeiten zur Verfügung stellen.Preferred in the present invention are water-based inks in which at least one acrylonitrile-butadiene-styrene rubber (ABS) is used as the crosslinkable polymeric binder. With such binders coatings / prints with high wet abrasion strengths can be made available especially on textiles and wallpaper.

Erfindungsgemäß ist in der wasserbasierten Tinte ein Vernetzer/Vernetzungsmittel enthalten, mit dessen Hilfe eine Vernetzung des in der Tinte enthaltenen Bindemittels möglich ist. Dieser Vernetzer kann der Tinte bei deren Herstellung in geeigneter Weise, beispielsweise durch Zumischen zugesetzt werden.According to the invention, the water-based ink contains a crosslinking agent / crosslinking agent with the aid of which crosslinking of the binder contained in the ink is possible. This crosslinker may be added to the ink in its preparation in a suitable manner, for example by admixing.

In diesem Zusammenhang ist es jedoch nach der Erfindung bevorzugt, wenn es sich bei dem verwendeten polymeren Bindemittel um ein selbstvernetzendes Bindemittel handelt, d. h. um ein Bindemittel, das den Vernetzer bereits selbst enthält. Solche aus dem Stand der Technik bekannten Bindemittel werden im Englischen als „self-crosslinking“ bezeichnet. Die Verwendung solcher selbstvernetzender Bindemittel ist bei der Erfindung zum einen deshalb von Vorteil, da auf diese Weise ein Vernetzer eingesetzt werden kann, der auf das Bindemittel gezielt abgestimmt ist. Zum anderen wird die Herstellung der Tinte selbst durch die Verwendung eines selbstvernetzenden Bindemittels, das üblicherweise als Dispersion vorliegt, vereinfacht.In this connection, however, it is preferred according to the invention if the polymeric binder used is a self-crosslinking binder, i. H. a binder that already contains the crosslinker itself. Such known from the prior art binders are referred to in English as "self-crosslinking". The use of such self-crosslinking binders is advantageous in the invention, on the one hand, since in this way it is possible to use a crosslinker which is specifically tailored to the binder. On the other hand, the production of the ink itself is simplified by the use of a self-crosslinking binder, which is usually present as a dispersion.

Die erfindungsgemäße Tinte kann so eingestellt sein, dass die durch den Vernetzer erfolgende Vernetzung des Bindemittels erst nach dem Aufbringen der Tinte mittels Tintenstrahldruck auf das Substrat initiiert wird. Dementsprechend kann die Vernetzung beispielsweise erst dann erfolgen, wenn nach dem Tintenstrahldruck das Lösungsmittelsystem mindestens teilweise durch Verdunstung/Verdampfung entfernt ist, oder nach dem Tintenstrahldruck eine Temperaturerhöhung über einen kritischen Temperaturwert erfolgt.The ink of the invention may be adjusted so that crosslinking of the binder by the crosslinker is initiated by ink jet printing on the substrate only after the application of the ink. Accordingly, the crosslinking can take place, for example, only after the inkjet printing, the solvent system is at least partially removed by evaporation / evaporation, or after the ink jet pressure, a temperature increase above a critical temperature value.

Alternativ ist es bei der Erfindung jedoch vorzugsweise vorgesehen, dass die Tinte zusätzlich einen sogenannten Inhibitor aufweist, der die Vernetzung des polymeren Bindemittels mit Hilfe des Vernetzers verhindert oder verlangsamt, bis die Tinte auf das für den Tintenstrahldruck vorgesehene Substrat aufgebracht ist. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass die Tinte durch die Anwesenheit des Inhibitors eine hohe Lagerstabilität aufweist, bis die Tinte tatsächlich eingesetzt und durch Tintenstrahldruck auf das Substrat aufgebracht wird. Auch eine Vernetzung der Tinte im Druckkopf selbst kann durch die Anwesenheit eines Inhibitors für die Vernetzung so lange sicher verhindert werden, bis sich die Tinte auf dem Substrat selbst befindet. Auf dem Substrat selbst kann der Inhibitor in der Tinte dann seine inhibierende Wirkung verlieren, beispielsweise dadurch, dass er einen vergleichsweise niedrigen Siedepunkt besitzt und dementsprechend verdunstet/verdampft. Der Inhibitor kann seine Wirkung auch auf andere Weise verlieren, beispielsweise durch Kontakt mit Luftsauerstoff oder durch Anwendung von Temperatur über einen entsprechenden Grenzwert. Bei den erfindungsgemäß einsetzbaren Inhibitoren kann es sich beispielsweise um Amine handeln.Alternatively, however, it is preferably provided in the invention that the ink additionally has a so-called inhibitor, which prevents or slows down the crosslinking of the polymeric binder by means of the crosslinker until the ink is applied to the substrate provided for the ink jet printing. This approach has the advantage that the ink has high storage stability due to the presence of the inhibitor until the ink is actually used and applied to the substrate by ink jet printing. Also, crosslinking of the ink in the printhead itself can be safely prevented by the presence of an inhibitor of crosslinking until the ink is on the substrate itself. On the substrate itself, the inhibitor in the ink can then lose its inhibiting effect, for example, by having a comparatively low boiling point and correspondingly evaporating / vaporizing. The inhibitor may also lose its action in other ways, for example by contact with atmospheric oxygen or by application of temperature above a corresponding limit. The inhibitors which can be used according to the invention may be, for example, amines.

Der Inhibitor kann der wasserbasierten Tinte bei deren Herstellung zugesetzt werden. Vorzugsweise ist es auch möglich, dass der Inhibitor bereits als Bestandteil des vernetzbaren polymeren Bindemittels vorgesehen ist.The inhibitor can be added to the water-based ink during its preparation. Preferably, it is also possible that the inhibitor is already provided as part of the crosslinkable polymeric binder.

Für die Verarbeitkeit der wasserbasierten Tinte im Tintenstrahldruck ist es von Vorteil, wenn die in der Tinte vorhandenen Feststoffe, insbesondere die Pigmente und Bindemittelteilchen mit einer vergleichsweise geringen Partikelgröße vorliegen. Dann kann die in der Regel als Dispersion vorliegende Tinte mit Vorteil aus dem Druckkopf des Tintenstrahldruckers ausgetragen werden. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, wenn das polymere Bindemittel in der Tinte mit einer Partikelgröße von ≤ 500nm, insbesondere mit einer Partikelgröße von ≤ 200nm vorliegt. For the processability of the water-based ink in inkjet printing, it is advantageous if the present in the ink solids, in particular the pigments and binder particles are present with a relatively small particle size. Then, the ink, which is usually in the form of a dispersion, can advantageously be discharged from the print head of the inkjet printer. In this context, it is preferred if the polymeric binder is present in the ink having a particle size of ≦ 500 nm, in particular having a particle size of ≦ 200 nm.

Wie eingangs bereits erläutert ist das vernetzbare polymere Bindemittel in wasserbasierten Tinten in der Regel in Mengen von ≤ 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, vorhanden. Höhere Bindemittelgehalte sind zwar grundsätzlich möglich, jedoch in der Regel nicht zweckmäßig.As already explained, the crosslinkable polymeric binder in water-based inks is generally present in amounts of ≦ 20% by weight, based on the total weight of the ink. Although higher binder contents are possible in principle, they are generally not suitable.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Tinte ist das vernetzbare polymere Bindemittel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, in einer Menge zwischen 4 und 15 Gew.-% vorgesehen. Innerhalb dieses Bereichs sind Mengen zwischen 5 und 10 Gew.-% weiter bevorzugt. Dabei können einzelne Polymere aus den ausgewählten Bindemittelgruppen, verschiedene Polymere aus einer der ausgewählten Bindemittelgruppen oder verschiedene Polymere aus verschiedenen ausgewählten Bindemittelgruppen als Bindemittel in der erfindungsgemäßen Tinte vorgesehen sein.In preferred embodiments of the ink of the invention, the crosslinkable polymeric binder, based on the total weight of the ink, is provided in an amount between 4 and 15% by weight. Within this range, amounts between 5 and 10% by weight are more preferred. In this case, individual polymers of the selected binder groups, different polymers of one of the selected binder groups or different polymers of different selected binder groups may be provided as a binder in the ink of the invention.

In Weiterbildung kann das in der wasserbasierten Tinte vorgesehene organische Lösungsmittel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, vorzugsweise in einer Menge zwischen 5 Gew.-% und 35 Gew.-%, insbesondere in einer Menge zwischen 15 Gew.-% und 25 Gew.-%, vorgesehen sein.In a further development, the organic solvent provided in the water-based ink, based on the total weight of the ink, preferably in an amount between 5 wt .-% and 35 wt .-%, in particular in an amount between 15 wt .-% and 25 wt. -%, be provided.

Als organische Lösungsmittel können die unterschiedlichsten organischen Lösungsmittel zum Einsatz kommen. Beispiele hierfür sind aliphatische Alkohole, aromatische Alkohole, Diole, Glykolether, Polyglykolether, Pyrrolidone, Caprolactame, Formamide, Acetamide, Sulfoxide, langkettige Alkohole und andere.As organic solvents, a wide variety of organic solvents can be used. Examples of these are aliphatic alcohols, aromatic alcohols, diols, glycol ethers, polyglycol ethers, pyrrolidones, caprolactams, formamides, acetamides, sulfoxides, long-chain alcohols and others.

Bevorzugt als organische Lösungsmittel sind Pyrrolidon-Lösungsmittel, wobei hier vorzugsweise 1-(2-Hydroxyethyl)pyrrolidon, N-Methyl-2-pyrrolidon oder insbesondere 2-Pyrrolidon verwendet werden können. Die erwähnten Pyrrolidon-Lösungsmittel sind in der erfindungsgemäßen Tinte, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, vorzugsweise in einer Menge zwischen 2 Gew.-% und 20 Gew.-% vorgesehen. Dabei sind innerhalb des letztgenannten Bereichs Mengen zwischen 3 Gew.-% und 12 Gew.-% weiter bevorzugt.Preferred organic solvents are pyrrolidone solvents, preference being given here to using 1- (2-hydroxyethyl) pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone or, in particular, 2-pyrrolidone. The pyrrolidone solvents mentioned are preferably present in the ink according to the invention, based on the total weight of the ink, in an amount between 2% by weight and 20% by weight. Within the latter range, amounts between 3% by weight and 12% by weight are more preferred.

Weiter bevorzugte organische Lösungsmittel sind Glykolether, wobei vorzugsweise die Glykolether, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, in einer Menge zwischen 2 Gew.-. und 12 Gew.-% vorgesehen sind. Innerhalb des letztgenannten Bereichs sind Mengen zwischen 4 Gew.-% und 10 Gew.-% an Glykolether weiter bevorzugt.Further preferred organic solvents are glycol ethers, preferably the glycol ethers, based on the total weight of the ink, in an amount between 2 wt. and 12 wt .-% are provided. Within the latter range, amounts between 4% by weight and 10% by weight of glycol ether are more preferred.

Ebenfalls bevorzugt nach der Erfindung sind Tinten, bei denen als organisches Lösungsmittel mindestens ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel vorgesehen ist, ausgewählt aus der Gruppe 3-Methyl-3-methoxybutanol (MMB), Methoxybutanol (MB) und Propylenglykolmonomethylether (MP). Die genannten wasserlöslichen organischen Lösungsmittel sind in der erfindungsgemäßen Tinte, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, vorzugsweise in einer Menge zwischen 1 Gew.-% und 15 Gew.-% vorgesehen. Innerhalb des letztgenannten Bereichs sind Mengen zwischen 3 Gew.-% und 10 Gew.-% dieser Lösungsmittel weiter bevorzugt.Also preferred according to the invention are inks which contain at least one water-soluble organic solvent selected from the group of 3-methyl-3-methoxybutanol (MMB), methoxybutanol (MB) and propylene glycol monomethyl ether (MP) as the organic solvent. The above-mentioned water-soluble organic solvents are preferably provided in the ink of the present invention based on the total weight of the ink in an amount between 1% by weight and 15% by weight. Within the latter range, amounts between 3% by weight and 10% by weight of these solvents are more preferred.

Erfindungsgemäß können in der wasserbasierten Tinte alle gängigen Pigmente eingesetzt werden, wie sie im Tintenstrahldruck Verwendung finden. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Rußpartikel, zur Erzeugung von Schwarz. In üblicher Weise ist auch der Einsatz farbiger Pigmente möglich, wobei als farbige Pigmente solche auf Basis von Quinacridonen, Isoindolinen, Isoindolinonen, Phthalocyaninen und Benzimidazolonen Verwendung finden können.According to the invention, all customary pigments used in ink-jet printing can be used in the water-based ink. These are, for example, soot particles, for the production of black. In the usual way, the use of colored pigments is possible, which can be used as colored pigments such on the basis of quinacridones, isoindolines, isoindolinones, phthalocyanines and benzimidazolones.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind das Pigment oder die Pigmente in der Tinte in einer Menge zwischen 0,5 Gew.-% und 10 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge zwischen 1 Gew.-% und 8 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, vorgesehen. Innerhalb des zuletzt genannten Bereichs sind Pigmentmengen zwischen 2 Gew.-% und 4 Gew.-% weiter bevorzugt.In preferred embodiments of the invention, the pigment or pigments in the ink are present in an amount of between 0.5% and 10% by weight, preferably in an amount of between 1% and 8% by weight, respectively based on the total weight of the ink provided. Within the latter range, pigment amounts between 2% by weight and 4% by weight are more preferred.

In Übereinstimmung mit der eingangs vorgenommenen Definition einer wasserbasierten Tinte für den Tintenstrahldruck enthält die erfindungsgemäße Tinte, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, Wasser, insbesondere demineralisiertes Wasser, in einer Menge von vorzugsweise zwischen 20 Gew.-% und 60 Gew.-%. Innerhalb dieses Bereichs sind Wassergehalte in der Tinte in einer Menge zwischen 33 Gew.-% und 50 Gew.-% weiter bevorzugt.In accordance with the definition made at the outset of a water-based ink for ink-jet printing, the ink according to the invention contains, based on the total weight of the ink, water, in particular demineralized water, in an amount of preferably between 20% by weight and 60% by weight. Within this range, water contents in the ink in an amount between 33% by weight and 50% by weight are more preferred.

Zusätzlich kann die erfindungsgemäße Tinte weitere Additive enthalten, wie sie bei Tinten für den Tintenstrahldruck, insbesondere bei wasserbasierten Tinten für den Tintenstrahldruck, üblich sind. Hervorgehoben werden sollen in diesem Zusammenhang insbesondere nichtionische, kationische und/oder anionische oberflächenaktive Substanzen (Tenside) als solche zusätzlichen Bestandteile. Alle genannten oberflächenaktiven Substanzen, die dem Fachmann grundsätzlich bekannt sind, können beispielsweise in Mengen zwischen 0,01 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, in der Tinte enthalten sein. Innerhalb dieses Bereichs sind Gehalte dieser Additive zwischen 0,5 Gew.-% und 3 Gew.-% als bevorzugt zu nennen. In addition, the ink of the present invention may contain other additives such as are common in ink-jet inks, particularly water-based inks for ink-jet printing. In this connection, particular mention should be made of nonionic, cationic and / or anionic surface-active substances (surfactants) as such additional constituents. All the surface-active substances mentioned, which are generally known to the person skilled in the art, may be present in the ink, for example, in amounts of from 0.01% by weight to 10% by weight, based on the total weight of the ink. Within this range, contents of these additives between 0.5% by weight and 3% by weight are to be mentioned as preferred.

Weiter kann die erfindungsgemäße Tinte Additive zur Einstellung der Viskosität (sogenannte Verdicker), Additive zur Einstellung des pH-Werts, Konservierungsmittel, Biozide und andere Additive enthalten.Further, the ink of the present invention may contain viscosity-adjusting additives (so-called thickeners), pH-adjusting additives, preservatives, biocides, and other additives.

Weiter umfasst die Erfindung auch die Verwendung der vorgehend beschriebenen erfindungsgemäßen Tinte zum Beschichten oder Bedrucken von saugenden und nicht saugenden Oberflächen im Tintenstrahldruck-Verfahren. Insbesondere handelt es sich hierbei um das Beschichten oder Bedrucken von Oberflächen von Substraten aus Papier, textilen Materialien und/oder Kunststoffen, insbesondere zum Beschichten oder Bedrucken von Textilien und/oder Tapeten.Furthermore, the invention also encompasses the use of the above-described ink according to the invention for coating or printing on absorbent and non-absorbent surfaces in the inkjet printing process. In particular, these are the coating or printing of surfaces of substrates of paper, textile materials and / or plastics, in particular for coating or printing of textiles and / or wallpapers.

Papiere sind flächige Werkstoffe, meist aus Fasern pflanzlicher Herkunft. Textile Materialien oder Textilien bestehen aus Naturfasern oder Kunstfasern, die durch unterschiedliche Arbeitsverfahren zu linienförmigen, flächenförmigen oder auch räumlichen Gebilden, beispielsweise gewebt oder gewirkt werden. Als Kunststoffe können die verschiedensten Polymere verwendet werden, beispielsweise auch in Form von Fasern, und daraus hergestellten Textilien.Papers are flat materials, mostly from fibers of plant origin. Textile materials or textiles consist of natural fibers or synthetic fibers, which are woven or knitted by different working methods into linear, sheet-like or even spatial structures, for example. As plastics, a wide variety of polymers can be used, for example in the form of fibers, and textiles produced therefrom.

Auf die entsprechenden Merkmale, die vorstehend im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Tinte ausführlich beschrieben wurden, wird auch bezüglich bevorzugter Merkmale der zusätzlich beanspruchten Verwendung ausdrücklich verwiesen.The corresponding features which have been described in detail above in connection with the ink according to the invention are also expressly referred to with regard to preferred features of the additionally claimed use.

Schließlich umfasst die Erfindung auch ein Verfahren zum Beschichten oder Bedrucken von Oberflächen im Tintenstrahldruck-Verfahren. Dieses Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche eines Substrats mit der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Tinte beschichtet oder bedruckt wird. Dabei handelt es sich bei der zu beschichtenden oder zu bedruckenden Oberfläche insbesondere um die Oberfläche eines Substrats aus Papier, aus textilen Materialien oder aus Kunststoffen. Diese Oberflächen können chemisch oder physikalisch vorbehandelt sein. Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Beschichtung oder zum Bedrucken von Oberflächen einer Textilie und/oder einer Tapete vorgesehen.Finally, the invention also includes a method for coating or printing surfaces in the ink-jet printing process. This method according to the invention is characterized in that the surface of a substrate is coated or printed with the ink according to the invention described above. In this case, the surface to be coated or printed is, in particular, the surface of a substrate made of paper, of textile materials or of plastics. These surfaces may be chemically or physically pretreated. Preferably, the inventive method for coating or printing surfaces of a textile and / or wallpaper is provided.

Das beschriebene Verfahren ist erfindungsgemäß vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des entsprechenden Substrats ohne chemische Vorbehandlung, d. h. ohne Aufbringen eines Agens, das die Oberfläche chemisch verändert, beschichtet oder bedruckt wird. Insbesondere wird dementsprechend die Oberfläche des entsprechenden Substrats ohne Hilfe eines Haftvermittlers beschichtet oder bedruckt, der als sogenannter Primer die Oberfläche chemisch erst derart aufbereitet, dass ein dauerhaftes Beschichten oder Bedrucken ermöglicht wird.The described method according to the invention is preferably characterized in that the surface of the corresponding substrate without chemical pretreatment, d. H. without applying an agent that chemically changes, coats or prints the surface. In particular, accordingly, the surface of the corresponding substrate is coated or printed without the aid of a primer which, as a so-called primer, chemically prepares the surface in such a way that permanent coating or printing is made possible.

Im Gegensatz dazu können andere übliche (in der Regel physikalische) Vorbehandlungen der zu beschichtenden oder zu bedruckenden Oberfläche durchaus zweckmäßig sein. So können auch beim erfindungsgemäßen Verfahren ohne weiteres übliche Vorbehandlungen, wie eine Reinigung der Oberfläche mit Lösungsmitteln, eine Corona-Behandlung, eine PlasmaBehandlung und/oder ein Beflammen der Oberfläche erfindungsgemäß durchgeführt werden.In contrast, other common (usually physical) pretreatments of the surface to be coated or printed may well be appropriate. Thus, in the method according to the invention, conventional pretreatments, such as cleaning the surface with solvents, corona treatment, plasma treatment and / or flaming the surface can readily be carried out according to the invention.

Weiter ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich und bevorzugt, wenn die entsprechende Oberfläche des Substrats nach dem Beschichten oder Bedrucken im Tintenstrahldruck-Verfahren nicht mit einem (in der Regel transparenten) Überlack oder Decklack versehen wird. Aufgrund der guten Eigenschaften der erhaltenen Beschichtung oder des erhaltenen Drucks, insbesondere der guten Nassabriebfestigkeit, kann auf solche zusätzlichen Lack- oder Deckschichten verzichtet werden. Dementsprechend kann bei besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens also sowohl auf den vorherigen Einsatz eines Haftvermittlers (Primers) als auch auf das anschließende Aufbringen eines Überlacks/Decklacks verzichtet werden.Furthermore, it is possible and preferred in the method according to the invention if the corresponding surface of the substrate after coating or printing in the inkjet printing process is not provided with a (generally transparent) topcoat or topcoat. Due to the good properties of the resulting coating or the resulting pressure, in particular the good wet abrasion resistance, can be dispensed with such additional paint or cover layers. Accordingly, in particularly preferred embodiments of the method according to the invention, it is thus possible to dispense with both the previous use of a primer and the subsequent application of an overcoat / topcoat.

Wie die obigen Ausführungen insgesamt zeigen, ist die beschriebene Erfindung mit einer ganzen Reihe von Vorteilen verbunden.As the above shows overall, the described invention is associated with a whole series of advantages.

Wie bereits erläutert, stellt die Erfindung eine neue wasserbasierte Tinte speziell für den Tintenstrahldruck zur Verfügung. Grundsätzlich bekannte Materialien werden als Bestandteile in diese neue Tinte integriert, so dass insbesondere Oberflächen von Substraten aus Papier, textilen Materialien oder Kunststoffen beschichtet oder bedruckt werden können. Eine besonders bevorzugte Einsatzmöglichkeit für die erfindungsgemäße Tinte ist dementsprechend das Beschichten oder Bedrucken von Textilien und Tapeten aus den genannten Materialien im Tintenstrahldruck-Verfahren. Solche Materialien konnten bisher nicht zuverlässig im Tintenstrahldruck-Verfahren beschichtet werden, wobei insbesondere die geforderten Nassabriebfestigkeiten nicht erreicht wurden. As already explained, the invention provides a new water-based ink especially for inkjet printing. Basically known materials are integrated as components in this new ink, so that in particular surfaces of substrates made of paper, textile materials or plastics can be coated or printed. A particularly preferred application for the ink according to the invention is accordingly the coating or printing of textiles and wallpapers from said materials in the ink-jet printing process. Such materials could not be reliably coated in the inkjet printing process, in particular, the required wet abrasion strengths were not achieved.

Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Tinte in der aus Umweltschutzgründen erwünschten Weise wasserbasiert, so dass beim Trocknen der Tinte vergleichsweise geringe Anteile an organischen Lösungsmitteln in die Umwelt gelangen. Aufgrund des wasserbasierten Lösungsmittelsystems kann auch auf den Einsatz vieler kennzeichnungspflichtiger Inhaltsstoffe verzichtet werden, wie sie beispielsweise in UV-härtenden Tinten zwangsweise enthalten sind.In addition, the ink according to the invention is water-based in the manner desired for environmental reasons, so that when the ink is dried, comparatively small proportions of organic solvents are released into the environment. Due to the water-based solvent system, it is also possible to dispense with the use of many ingredients subject to labeling, such as are forcibly contained, for example, in UV-curable inks.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen in den Beispielen und von Vergleichsbeispielen. Dabei können die einzelnen Merkmale der Erfindung jeweils für sich alleine oder in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die nachfolgend beschriebenen Bespiele dienen lediglich der weiteren Erläuterung der Erfindung, ohne die Erfindung auf den Offenbarungsgehalt der Beispiele zu beschränken.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments in the examples and comparative examples. In this case, the individual features of the invention can be implemented individually or in combination with each other. The examples described below serve only to further explain the invention, without limiting the invention to the disclosure content of the examples.

BEISPIELEEXAMPLES

Die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen offenbarten Tinten wurden durch Vermischen der einzelnen Komponenten hergestellt. Anschließend wurden diese Tinten mit Hilfe eines Flachbett-Tintenstrahldruckers (motionjet pro 420 der Firma DP Solutions, Renchen, Deutschland) auf die entsprechenden Substrate aufgebracht.The inks disclosed in Examples and Comparative Examples were prepared by mixing the individual components. Subsequently, these inks were applied to the corresponding substrates using a flatbed inkjet printer (motionjet pro 420 from DP Solutions, Renchen, Germany).

Bei den Substraten handelte es sich zum einen um ein textiles Substrat, in Form eines handelsüblichen Baumwoll-T-Shirts (Engelbert Strauss, Stonekit T-Shirt Nasic, Artikelnr. 88870). Auf dieses T-Shirt wurde ein entsprechender Farbdruck aufgebracht, und dann wurde dieses T-Shirt bei 150°C für 3 Minuten in einer handelsüblichen Textilheizpresse (Air-Swing 1000 von Fuchs GmbH) nachbehandelt.The substrates were on the one hand a textile substrate in the form of a commercially available cotton T-shirt (Engelbert Strauss, Stonekit T-Shirt Nasic, article No. 88870). A corresponding color print was applied to this T-shirt, and then this T-shirt was aftertreated at 150 ° C. for 3 minutes in a commercially available textile heating press (Air-Swing 1000 from Fuchs GmbH).

Bei den entsprechenden Farbdrucken wurden die sogenannten Nassreibechtheiten nach DIN EN ISO 105-X12:2002-12 von einem zertifizierten Prüfinstitut bestimmt. Hierbei ist die Ziffer 1 als schlechtestmögliche und die Ziffer 5 als bestmögliche Echtheitszahl definiert. Zur Bewertung der erfindungsgemäßen Tinten wurde festgelegt, dass alle Werte ab einer Echtheitszahl von 2 - 3 der angestrebten Qualität entsprechen.In the corresponding color prints, the so-called wet rubbing fastness became DIN EN ISO 105-X12: 2002-12 determined by a certified testing institute. Here, the number 1 is defined as the worst possible and the number 5 as the best possible authenticity number. In order to evaluate the inks according to the invention, it has been determined that all values above an authenticity of 2 to 3 correspond to the desired quality.

Zum anderen wurde ein Vlies-Tapetenmuster mit den entsprechenden Tinten der Beispiele und Vergleichsbeispiele beschichtet. Auch diese Beschichtung erfolgte mit Hilfe des oben genannten Flachbett-Tintenstrahldruckers der Firma DP Solutions. Dabei erfolgte das Aufbringen der Tinten bei einer Plattentemperatur des Flachbettdruckers von 60°C auf einem Tapetenmuster „Wallpaper DV 662“ der Firma Neschen AG, Deutschland.On the other hand, a non-woven wallpaper pattern was coated with the respective inks of Examples and Comparative Examples. This coating was also carried out with the aid of the above-mentioned flatbed inkjet printer from DP Solutions. The application of the inks was carried out at a plate temperature of the flatbed printer of 60 ° C on a wallpaper pattern "Wallpaper DV 662" Neschen AG, Germany.

Die Prüfung der Tapetenmuster, einschließlich deren Nassabriebfestigkeit, erfolgte nach EN 12956:1999. Die angestrebte Qualität wurde als ausreichend erachtet, wenn der Test mit einer Kennzahl besser als 1 abgeschlossen wurde.The wallpaper samples, including their wet abrasion resistance, were tested according to EN 12956: 1999. The targeted quality was considered sufficient if the test was completed with a score better than 1.

Beispiel 1example 1

Zunächst wurden vier Formulierungen für erfindungsgemäße Tinten für „schwarz“ und die Farben „cyan“, „magenta“ und „yellow“ bereitgestellt, wie folgt 41,50% E-Wasser 38,30% E-Wasser 0,10% Monoethanolamin (MEA) 0,10% Monoethanolamin (MEA) 20,00% Litex N 7390 20,00% Litex N 7390 6,00% Butyldiglykol 6,00% Butyldiglykol 5,00% 2-Pyrrolidon 5,00% 2-Pyrrolidon 7,00% MMB 7,00% MMB 18,20% FT Projet k APD1000 21,40% FT Projet c APD1000 0,20% Byk 348 0,20% Byk 348 0,90% Byk 333 0,90% Byk 333 1,10% Mowilith LDM7002 1,10% Mowilith LDM7002 100,00% Beispiel 1 black 100,00% Beispiel 1 cyan 36,80% E-Wasser 38,30% E-Wasser 0,10% Monoethanolamin (MEA) 0,10% Monoethanolamin (MEA) 20,00% Litex N 7390 20,00% Litex N 7390 6,00% Butyldiglykol 6,00% Butyldiglykol 5,00% 2-Pyrrolidon 5,00% 2-Pyrrolidon 7,00% MMB 7,00% MMB 22,90% FT Projet m APD1000 21,40% FT Projet y APD1000 0,20% Byk 348 0,20% Byk 348 0,90% Byk 333 0,90% Byk 333 1,10% Mowilith LDM7002 1,10% Mowilith LDM7002 100,00% Beispiel 1 magenta 100,00% Beispiel 1 yellow First, four formulations of "black" inks of the invention and the colors "cyan,""magenta," and "yellow" were provided as follows 41.50% E-Water 38.30% E-Water 0.10% Monoethanolamine (MEA) 0.10% Monoethanolamine (MEA) 20.00% Litex N 7390 20.00% Litex N 7390 6.00% diglycol 6.00% diglycol 5.00% 2-pyrrolidone 5.00% 2-pyrrolidone 7.00% MMB 7.00% MMB 18.20% FT Projet k APD1000 21.40% FT Projet c APD1000 0.20% Byk 348 0.20% Byk 348 0.90% Byk 333 0.90% Byk 333 1.10% Mowilith LDM7002 1.10% Mowilith LDM7002 100.00% Example 1 black 100.00% Example 1 cyan 36.80% E-Water 38.30% E-Water 0.10% Monoethanolamine (MEA) 0.10% Monoethanolamine (MEA) 20.00% Litex N 7390 20.00% Litex N 7390 6.00% diglycol 6.00% diglycol 5.00% 2-pyrrolidone 5.00% 2-pyrrolidone 7.00% MMB 7.00% MMB 22.90% FT Projet m APD1000 21.40% FT Projet y APD1000 0.20% Byk 348 0.20% Byk 348 0.90% Byk 333 0.90% Byk 333 1.10% Mowilith LDM7002 1.10% Mowilith LDM7002 100.00% Example 1 magenta 100.00% Example 1 yellow

Die in den oben genannten vier Formulierungen genannten Bestandteile (% stehen für Gew.-%) werden im Folgenden erläutert:

• - E-Wasser: demineralisiertes Wasser
• - Monoethanolamin (MEA): Additiv zur Einstellung des pH-Werts (basisch)
• - Litex N 7390: selbstvernetzendes Bindemittel: carboxyliertes Acrylnitril-Butadien-Copolymer (von der Firma Synthomer, Deutschland) - Dispersion mit 43,5% Feststoffgehalt
• - Butyldiglykol: organisches Lösungsmittel
• - 2-Pyrrolidon: organisches Lösungsmittel
• - MMB (3-Methyl-3-methoxybutanol): wasserlösliches organisches Lösungsmittel
• - FT Projet APD 1000 (k, c, m, y): (Farb-)Pigmente schwarz, cyan, magenta, gelb (von der Firma Fujifilm) - Dispersionen mit 14% (k, c, m) bzw. 16% (y) Feststoffgehalt
• - Byk 348, Byk 333: oberflächenaktive Substanzen (von der Firma BYK-Chemie, Deutschland)
• - Mowilith LDM 7002: Verdicker/Bindemittel (von der Firma Celanese Emulsions GmbH, Sulzbach, Deutschland)

The constituents mentioned in the abovementioned four formulations (% stand for% by weight) are explained below:

• - E-water: demineralised water
• - Monoethanolamine (MEA): pH adjuster (basic)
• - Litex N 7390: self-crosslinking binder: carboxylated acrylonitrile-butadiene copolymer (from Synthomer, Germany) - dispersion with 43.5% solids content
• Butyl diglycol: organic solvent
• 2-pyrrolidone: organic solvent
• MMB (3-methyl-3-methoxybutanol): water-soluble organic solvent
• - FT Projet APD 1000 (k, c, m, y): (color) pigments black, cyan, magenta, yellow (from Fujifilm) - dispersions with 14% (k, c, m) and 16% ( y) solids content
• Byk 348, Byk 333: surface-active substances (from BYK-Chemie, Germany)
• Mowilith LDM 7002: thickener / binder (from Celanese Emulsions GmbH, Sulzbach, Germany)

Alle vier Formulierungen der erfindungsgemäßen Tinten nach Beispiel 1 wiesen bei der Prüfung auf Nassabrieb Werte von 3 bis 4 (Textilie; T-Shirt) bzw. 2 bis 3 (Tapete) auf. Die entsprechenden Beschichtungen/Drucke auf den genannten Substraten sind also in hohem Maße beständig, insbesondere nassabriebfest.All four formulations of the inks of Example 1 according to the invention had values of 3 to 4 (textile, T-shirt) and 2 to 3 (wallpaper) in the wet abrasion test. The corresponding coatings / prints on the substrates mentioned are thus highly resistant, especially wet abrasion resistant.

Beispiel 2Example 2

In den Rezepturen gemäß Beispiel 1 wurde das dort verwendete Bindemittel Litex N 7390 in allen vier Fällen mit gleichen Mengen durch das ebenfalls selbstvernetzende Bindemittel Litex N 5147 (ebenfalls von der Firma Synthomer, Deutschland) ersetzt. Bei Litex N 5147 handelt es sich um ein carboxyliertes Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer, das in Form einer Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 45% bereitgestellt wird.In the formulations according to Example 1, the binder used there Litex N 7390 was replaced in all four cases with equal amounts by the also self-crosslinking binder Litex N 5147 (also from the company Synthomer, Germany). Litex N 5147 is a carboxylated acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer provided as a dispersion having a solids content of 45%.

Mit den gemäß Beispiel 2 bereitgestellten entsprechenden Tinten wurden die gleichen Versuche an T-Shirts und Tapetenmustern, wie eingangs erläutert, durchgeführt. Auch hier wiesen alle vier Formulierungen der erfindungsgemäßen Tinten nach Beispiel 2 bei der Prüfung auf Nassabrieb Werte oberhalb der geforderten Grenzwerte, nämlich den Wert 3 (Textilie; T-Shirt) und 2 bis 3 (Tapete) auf. With the corresponding inks provided according to Example 2, the same experiments on T-shirts and wallpaper samples, as explained above, performed. Here, too, all four formulations of the inks according to the invention according to Example 2 when tested for wet abrasion had values above the required limit values, namely the value 3 (textile, T-shirt) and 2 to 3 (wallpaper).

Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1

Bei den Formulierungen gemäß Beispiel 1 wurde in allen vier Fällen der Bindemittelanteil an Litex N 7390 (Dispersion mit 43,5% Feststoffgehalt) auf 2,5% reduziert. Bei den anschließend durchgeführten Versuchen an den textilen Mustern und Tapetenmustern wurden keine akzeptablen Werte für Nassabriebfestigkeiten erreicht.In the formulations according to Example 1, the binder content of Litex N 7390 (dispersion with 43.5% solids content) was reduced to 2.5% in all four cases. During subsequent tests on the textile samples and wallpaper samples, no acceptable wet abrasion resistance values were achieved.

Vergleichsbeispiel 2Comparative Example 2

In den vier Formulierungen nach Beispiel 1 wurde das dort verwendete Bindemittel Litex N 7390 mengenäquivalent in allen Fällen durch verschiedene selbstvernetzende (Rein-) Acrylatbindemittel ersetzt, nämlich

• - Vergleichsbeispiel 2a: Bindemittel Ecronova RA 127 (Ecronova Polymer GmbH, Deutschland)
• - Vergleichsbeispiel 2b: Bindemittel Thyon SF1 (Ecronova Polymer GmbH, Deutschland)
• - Vergleichsbeispiel 2c: Thyon SF10 (Ecronova Polymer GmbH, Deutschland).

In the four formulations according to Example 1, the binder Litex N 7390 used there was replaced in all cases by various self-crosslinking (pure) acrylate binders, namely

• Comparative Example 2a Binding Agent Ecronova RA 127 (Ecronova Polymer GmbH, Germany)
• Comparative Example 2b Binding Agent Thyon SF1 (Ecronova Polymer GmbH, Germany)
• Comparative Example 2c: Thyon SF10 (Ecronova Polymer GmbH, Germany).

Bei allen so erhaltenen Formulierungen für alle vier „Farben“ wurden ungenügende Nassabriebfestigkeiten der entsprechenden Beschichtungen sowohl auf dem textilen Material als auch auf den Tapetenmustern erhalten.In all the formulations thus obtained for all four "colors", insufficient wet abrasion strengths of the respective coatings were obtained both on the textile material and on the wallpaper patterns.

Dementsprechend zeigen die Beispiele, auch unter Einbeziehung der Vergleichsbeispiele, dass die wasserbasierten Tinten, die die beanspruchten Merkmale gemäß Anspruch 1 und der bevorzugten Unteransprüche aufweisen, überraschenderweise auf den entsprechenden Substraten bei einem Aufbringen im Tintenstrahldruck-Verfahren zu dauerhaften Beschichtungen und Aufdrucken führen.Accordingly, the examples, including the comparative examples, show that the water-based inks having the claimed features of claim 1 and the preferred subclaims surprisingly result in durable coatings and imprints on the respective substrates when applied by the ink jet printing process.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• WO 2014/078771 A1 [0007, 0008]WO 2014/078771 A1 [0007, 0008]
• WO 2011/022001 A1 [0008]WO 2011/022001 A1 [0008]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

• DIN EN ISO 105-X12:2002-12 [0055]DIN EN ISO 105-X12: 2002-12 [0055]

Claims (17)

Wasserbasierte Tinte für den Tintenstrahldruck, mindestens umfassend mindestens ein Pigment, mindestens ein vernetzbares polymeres Bindemittel, mindestens einen Vernetzer, mindestens ein organisches Lösungsmittel und Wasser, wobei als vernetzbares polymeres Bindemittel mindestens ein Polymer ausgewählt aus der Gruppe Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Kautschuk (ABS), Methacrylat-Butadien-Styrol (MBS) oder Methyl-Methacrylat-Butadien-Styrol (MBS) vorgesehen ist.Water-based ink for ink-jet printing, comprising at least one pigment, at least one crosslinkable polymeric binder, at least one crosslinker, at least one organic solvent and water, wherein as crosslinkable polymeric binder at least one polymer selected from the group consisting of acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), Acrylonitrile-butadiene-styrene rubber (ABS), methacrylate-butadiene-styrene (MBS) or methyl-methacrylate-butadiene-styrene (MBS) is provided. Tinte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem vernetzbaren polymeren Bindemittel um Acrylnitril-Butadien-Styrol-Kautschuk (ABS) handelt.Ink after Claim 1 , characterized in that the crosslinkable polymeric binder is acrylonitrile-butadiene-styrene rubber (ABS). Tinte nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem polymeren Bindemittel um ein selbstvernetzendes polymeres Bindemittel mit einem im Bindemittel bereits enthaltenen Vernetzer handelt.Ink after Claim 1 or Claim 2 , characterized in that it is the polymeric binder is a self-crosslinking polymeric binder with a crosslinker already included in the binder. Tinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich einen Inhibitor aufweist, der die Vernetzung des polymeren Bindemittels verhindert oder verlangsamt, bis die Tinte auf das für den Tintenstrahldruck vorgesehene Substrat aufgebracht ist.Ink according to any one of the preceding claims, characterized in that it additionally comprises an inhibitor which prevents or slows down the crosslinking of the polymeric binder until the ink is applied to the substrate intended for ink-jet printing. Tinte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Inhibitor als Bestandteil des vernetzbaren polymeren Bindemittels vorgesehen ist.Ink after Claim 4 , characterized in that the inhibitor is provided as part of the crosslinkable polymeric binder. Tinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Bindemittel in der Tinte mit einer Partikelgröße von ≤ 500 nm, insbesondere ≤ 200 nm, vorliegt.Ink according to one of the preceding claims, characterized in that the polymeric binder in the ink having a particle size of ≤ 500 nm, in particular ≤ 200 nm, is present. Tinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Bindemittel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, in einer Menge zwischen 4 und 15 Gew.-%, insbesondere in einer Menge zwischen 5 und 10 Gew.-%, vorgesehen ist.Ink according to one of the preceding claims, characterized in that the polymeric binder, based on the total weight of the ink, in an amount between 4 and 15 wt .-%, in particular in an amount between 5 and 10 wt .-%, is provided. Tinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Lösungsmittel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, in einer Menge zwischen 5 und 35 Gew.-%, insbesondere in einer Menge zwischen 15 und 25 Gew.-%, vorgesehen ist.Ink according to one of the preceding claims, characterized in that the organic solvent, based on the total weight of the ink, in an amount between 5 and 35 wt .-%, in particular in an amount between 15 and 25 wt .-%, is provided. Tinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als organisches Lösungsmittel mindestens ein Pyrrolidon-Lösungsmittel, insbesondere 2-Pyrrolidon, vorgesehen ist, wobei vorzugsweise das Pyrrolidon-Lösungsmittel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, in einer Menge zwischen 2 und 20 Gew.-%, insbesondere in einer Menge zwischen 3 und 12 Gew.-%, vorgesehen ist.Ink according to one of the preceding claims, characterized in that as organic solvent at least one pyrrolidone solvent, in particular 2-pyrrolidone, is provided, wherein preferably the pyrrolidone solvent, based on the total weight of the ink, in an amount between 2 and 20 wt .-%, in particular in an amount between 3 and 12 wt .-%, is provided. Tinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als organisches Lösungsmittel mindestens ein Glykolether vorgesehen ist, wobei vorzugsweise der Glykolether, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, in einer Menge zwischen 2 und 12 Gew.-%, insbesondere in einer Menge zwischen 4 und 10 Gew.-%, vorgesehen ist.Ink according to one of the preceding claims, characterized in that as organic solvent at least one glycol ether is provided, wherein preferably the glycol ether, based on the total weight of the ink, in an amount between 2 and 12 wt .-%, in particular in an amount between 4 and 10 wt .-%, is provided. Tinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als organisches Lösungsmittel mindestens ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel vorgesehen ist, ausgewählt aus der Gruppe 3-Methyl-3-methoxybutanol (MMB), Methoxybutanol (MB) und Propylenglykolmonomethylether (MP), wobei vorzugsweise, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, die vorgenannten Lösungsmittel in einer Menge zwischen 1 und 15 Gew.-%, insbesondere in einer Menge zwischen 3 und 10 Gew.-%, vorgesehen sind.Ink according to one of the preceding claims, characterized in that the organic solvent is at least one water-soluble organic solvent selected from the group consisting of 3-methyl-3-methoxybutanol (MMB), methoxybutanol (MB) and propylene glycol monomethyl ether (MP), based on the total weight of the ink, the abovementioned solvents are provided in an amount between 1 and 15% by weight, in particular in an amount between 3 and 10% by weight. Tinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, in einer Menge zwischen 0,5 und 10 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge zwischen 1 und 8 Gew.-%, insbesondere in einer Menge zwischen 2 und 4 Gew.-%, vorgesehen ist.Ink according to one of the preceding claims, characterized in that the pigment, based on the total weight of the ink, in an amount between 0.5 and 10 wt .-%, preferably in an amount between 1 and 8 wt .-%, in particular an amount between 2 and 4 wt .-%, is provided. Tinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, in einer Menge zwischen 20 und 60 Gew.-%, insbesondere in einer Menge zwischen 33 und 50 Gew.-%, vorgesehen ist.Ink according to one of the preceding claims, characterized in that the water, based on the total weight of the ink, in an amount between 20 and 60 wt .-%, in particular in an amount between 33 and 50 wt .-%, is provided. Verwendung der wasserbasierten Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zum Beschichten oder Bedrucken von saugenden und nicht saugenden Oberflächen im Tintenstrahldruck-Verfahren, insbesondere von Substraten aus Papier, textilen Materialien oder Kunststoffen, vorzugsweise zum Beschichten oder Bedrucken von Textilien und/oder Tapeten.Using the water-based ink after one of Claims 1 to 13 for coating or printing of absorbent and non-absorbent surfaces in the inkjet printing process, in particular of Substrates of paper, textile materials or plastics, preferably for coating or printing textiles and / or wallpapers. Verfahren zum Beschichten oder Bedrucken von Oberflächen im Tintenstrahldruck-Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche eines Substrats mit der Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 13 beschichtet oder bedruckt wird, wobei es sich bei der Oberfläche insbesondere um die Oberfläche eines Substrats aus Papier, aus textilen Materialien oder Kunststoffen, vorzugsweise um die Oberfläche einer Textilie und/oder Tapete handelt.A method of coating or printing surfaces in the inkjet printing process, characterized in that the surface of a substrate with the ink according to any one of Claims 1 to 13 coated or printed, wherein the surface is in particular the surface of a substrate made of paper, of textile materials or plastics, preferably the surface of a textile and / or wallpaper. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Substrats ohne chemische Vorbehandlung, insbesondere ohne Aufbringung eines Haftvermittlers, beschichtet oder bedruckt wird.Method according to Claim 15 , characterized in that the surface of the substrate without chemical pretreatment, in particular without application of a primer, coated or printed. Verfahren nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Substrats ohne anschließendes Aufbringen eines Überlacks oder Decklacks beschichtet oder bedruckt wird.Method according to Claim 15 or Claim 16 , characterized in that the surface of the substrate is coated or printed without subsequent application of an overcoat or topcoat.