DE2525856A1

DE2525856A1 - Druckfarbe

Info

Publication number: DE2525856A1
Application number: DE19752525856
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1974-06-13
Filing date: 1975-06-10
Publication date: 1976-01-02
Also published as: GB1503917A; CH601452A5; BE830229A; IT1038897B; DD119432A5; JPS519905A; NL7507002A

Description

In der GB-PS 1 35¹* 890 ist eine Musterdruckvorrichtung beschrieben, mit welcher während einer Relativbewegung zwischen der Vorrichtung und einer zu bedruckenden Oberfläche durch Abscheidung kleiner Druckflüssigkeitströpfchen auf der zu bedruckenden Oberfläche dicht aneinander angeordnete Pünktchen in aufeinanderfolgenden Reihen, die sich quer zur Relativbewegung erstrecken, gedruckt werden können. Diese Vorrichtung besitzt eine Reihe von

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Plstolen für Druckflüssigkeit, die quer zur Relativbewegung angeordnet sind, wobei jede Pistole eine öffnung aufweist, eine Druckflüssigkeitszuführeinrichtung für die Zuführung der Flüssigkeit unter Druck zur öffnung, so daß ein Strahl aus Druckflüssigkeit gebildet wird, welcher gegen die zu bedruckende Oberfläche in der Vorrichtung gerichtet ist, eine Einrichtung für die Erzeugung regelmäßig angeordneter Variationen im Querschnitt des Strahls, um die Tröpfchenbildung anzuregen, Ladungselektroden, die im Strahlweg in der Nachbarschaft der Tröpfchentrennung angeordnet sind, um die im Strahlweg gebildeten Tröpfchen aufzuladen, eine Tröpfchenablenkeinrichtung, mit welcher ein im wesentlichen konstantes elektrisches Feld erzeugt wird, durch welche die im Strahlweg gebildeten Tröpfchen hindurchgehen, um elektrisch geladene Tröpfchen in einem Ausmaß abzulenken, das von der Größe der Ladung auf den Tröpfchen abhängt, und eine Tröpfchen· ausscheideeinrichtung zum Ausscheiden von ungeladenen Tröpfchen im Strahlweg. Gekennzeichnet ist diese Vorrichtung durch eine Signalerzeugungseinrichtung, mit welcher an die Ladungselektrode ein periodisches Spannungssignal angelegt werden kann, wobei diese Perioden ausreichend lang sind, daß sie die Bildung mehrerer Tröpfchen in Jedem Strahlweg überspannen, und durch eine elektrische Einrichtung, mit welcher die Signalspannung mit vorbestimmten Spannungswerten während einer jeden Periode der Signalspannung an die Ladungselektrode mindestens einiger der Pistolen für Druckflüssigkeit angelegt werden kann, um die im Strahlweg einer jeden Pistole gebildeten Tröpfchen aufzuladen, wobei die aufgeladenen Tröpfchen aus einer Jeden Pistole für Druckflüssigkeit auf der Druckoberfläche in der Länge eines Linienabschnitts abgeschieden werden, wobei die Linienabschnitte der Pistolen für Druckflüssigkeit gemeinsam durch eine Reihe von Pünktchen eingenommen werden, die sich quer zur Relativbewegung zwischen

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der Vorrichtung und der zu bedruckenden Oberfläche erstrecken,

Weiterhin ist in der GB-PA 3079^/72 eine Abwandlung der obigen Vorrichtung beschrieben, bei welcher durch die TröpfchenausscheideVorrichtung nicht die im Strahlweg gebildeten ungeladenen Tröpfchen ausgeschieden werden, sondern diejenigen Tröpfchen, die durch die Ladungselektrode auf mindestens einen vorbestimmten Wert aufgeladen worden sind.

Damit die durch die Ladungselektroden hindurchgehenden Tröpfchen auf einen geeigneten Wert aufgeladen werden, ist es nötig, daß die Druckflüssigkeit die nötige Leitfähigkeit aufweist. Das Aufbrechen eines jeden Flüssigkeitsstrahls in einen Tröpfchenstrom wird dadurch erzielt, daß man den Druck der Druckflüssigkeit, die durch die Öffnung einer Jeden Pistole für Druckflüssigkeit hindurchgeht, und die Frequenz, welche an den piezoelektrischen Kristall oder die piezoelektrischen Kristalle angelegt wird, die verwendet werden, um regelmäßige Variationen im Querschnitt eines Jeden Druckflüssigkeitsstrahls zu erzeugen, ins richtige Verhältnis zueinander bringt. Für ein richtiges Arbeiten der Vorrichtung ist es wesentlich, daß jeder Flüssigkeitsstrahl in einen Strom von Tröpfchen mit gleichmäßiger Größe und mit gleichmäßigem Abstand aufgebrochen wird.

Zwar kann die erforderliche Leitfähigkeit der Druckflüssigkeiten dadurch erzielt werden, daß man in die Druckflüssigkeiten anorganische Salze oder filmbildende Bindemittel einverleibt, es mußte jedoch festgestellt werden, daß die zur Erzielung einer zufriedenstellenden Tröpfchenbildung aus solchen Druckflüssigkeiten erforderlichen Faktoren sehr kritisch sind. Kleinere Veränderungen im einen oder

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anderen der Paktoren (welche während des Betriebs der Druckvorrichtung leicht auftreten können) beeinträchtigen die Größe und/oder den Abstand der Tröpfchen. Deshalb ist es für einen zufriedenstellenden Betrieb der Druckvorrichtung nötig, daß nicht nur die Druckflüssigkeitströpfchen die nötige Leitfähigkeit aufweisen, sondern daß außerdem die Tröpfchenbildung der Druckflüssigkeit nicht durch kleinere Änderungen der Paktoren beeinflußt wird, die zur Erzeugung solcher Tröpfchen angewendet werden. Es wurde nunmehr gefunden, daß Druckflüssigkeiten, die diese Nachteile nicht aufweisen, erhalten werden können, wenn man In die Flüssigkeiten ein oder mehrere Polyvinylpyrrolidone einverleibt.

So wird also gemäß der Erfindung eine Druckfarbe vorgeschlagen, bei welcher es sich um eine Lösung oder Dispersion eines Färbemittels in einer 0,5 bis 20 gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung eines Polyvinylpyrrolidons mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht bis zu 360 000 handelt.

Die wäßrige Lösung enthält vorzugsweise 2 bis 10 Gew.-JC von dem Polyvinylpyrrolidon.

Der Ausdruck "Färbemittel" umfaßt Farbstoffe, Pigmente, und fluoreszierende Aufheller, wobei diese in Wasser entweder löslich oder unlöslich sein können. Das in der Druckfarbe verwendete Färbemittel ist irgendein geeignetes Färbemittel für die zu bedruckende Materialtype. Wenn beispielsweise das zu bedruckende Material ein Textilmaterial aus einem aromatischen Polyester ist, dann kann das Färbemittel ein Dispersionsfarbstoff oder ein Gemisch von solchen Dispersionsfarbstoffen sein, während im Falle von Wolltextil· materialien das Färbemittel ein saurer Farbstoff oder ein

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Gemisch von solchen sauren Farbstoffen und Im Falle von Zellulosetextilmaterlalien ein faserreaktiver Farbstoff oder ein Gemisch von solchen faserreaktiven Farbstoffen sein kann. Mit anderen Worten heißt das, der Ausdruck "Färbemittel" bezieht sich auf alle Klassen von Farbstoffen, Pigmenten und/oder fluoreszierenden Aufhellern, die üblicherweise zum Färben irgendwelcher Substrate, insbesondere Textilmaterialien oder Papier, verwendet werden,und er umfaßt das Aufbringen von sublimierbaren Dispersionsfarbstoffen auf einen Träger, insbesondere Papier, um Transferdruckmaterialien herzustellen. Diese Klassen von Färbemitteln sind beispielsweise in der 3· Auflage des Color Index aus dem Jahre 1971 beschrieben.

Das bevorzugte Färbemittel für die erfindungsgemäße Druckfarbe ist Jedoch ein wasserlöslicher Farbstoff oder ein Gemisch von solchen Farbstoffen und insbesondere ein wasserlöslicher zellulosereaktiver Farbstoff oder ein Gemisch von solchen Farbstoffen.

Die Menge des Färbemittels in der Druckfarbe kann innerhalb eines weiten Konzentrationsbereichs verändert werden und hängt in erster Linie von der erforderlichen Farbtontiefe ab. Zur Erzielung der richtigen Viskosität der Druckfarbe wird es Jedoch bevorzugt, daß die Konzentration des Färbemittels 20 Gew.-Ϊ, bezogen auf das Gesamtgewicht der Druckfarbe, nicht übersteigt. Es wird schließlich auch bevorzugt, daß die Viskosität der Druckfarbe im Bereich von 5 bis 30 Centipoise liegt.

Eine Druckfarbe, in welcher das Färbemittel wasserlöslich ist, kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß

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man das Färbemittel in einer wäßrigen Lösung des Polyvinylpyrrolidone auflöst oder daß man das Polyvinylpyrrolidon zu einer wäßrigen Lösung des Färbemittels zugibt.

Eine Druckfarbe, in welcher das Färbemittel in Wasser unlöslich ist, kann dadurch hergestellt werden, daß man eine wäßrige Dispersion des Färbemittels in Wasser herstellt und dann diese Dispersion mit einer wäßrigen Lösung des Polyvinylpyrrolidone mischt. Die Teilchengröße des Färbemittels in einer solchen Druckfarbe liegt günstigerweise unterhalb 10.u und vorzugsweise unterhalb 3/U.

Gegebenenfalls kann die Druckfarbe andere Zusätze enthalten, die üblicherweise zur Verwendung gelangen, wenn Färbemittel auf Substrate aufgebracht werden, wie z.B. Netzmittel, Antischaummittel, Antikorrosionsmittel, Farbstoffsolubilisierungsmittel, beispielsweise Harnstoff, Antireduktionsmittel, beispielsweise Natrium-m-nitrobenzolsulfonat, Säuren, beispielsweise Essigsäure oder Ameisensäure, wasserlösliche anorganische Salze, beispielsweise Natriumsulfat, alkalische Mittel, säurebindende Mittel, beispielsweise Natriumhydroxyd, Natriumbicarbonat, Natriumcarbonat oder Trinatriumphosphat, Biozide und, insbesondere wenn wasserunlösliche Färbemittel zur Verwendung gelangen, auch Dispergiermittel, die anionischer, kationischer oder nicht-ionischer Natur sein können, sowie Gemische derselben.

Die verschiedenen Bestandteile in der Druckfarbe enthalten normalerweise ausreichend Elektrolyt, daß die spezifische Leitfähigkeit der Druckfarbe über 5 x ΙΟ"·⁵ Reziprokohm/cm gehalten wird. Wenn die spezifische Leitfähigkeit unterhalb

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diesem Wert liegt, ist es erwünscht, ausreichend Elektrolyt zuzugeben, um die spezifische Leitfähigkeit der Druckfarbe über diesen Wert anzuheben.

Zwar kann das in der Druckfarbe anwesende Polyvinylpyrrolidon ein Molekulargewicht bis zu 36O 000 aufweisen, aber dieses Molekulargewicht liegt vorzugsweise unter 100 000 und insbesondere im Bereich von 10 000 bis 50 000. Polyvinylpyrrolidone mit dem gewünschten Molekulargewicht sind im Handel erhältlich. Beispielsweise werden sie von der General Aniline and Film Corporation unter den Bezeichnungen PVP K-15 (MG 10 000), PVP K-30 (MG 40 000), PVP Κ6θ (MG 160 000) und PVPK-90 (MG 36Ο 000) vertrieben.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert,.worin die Teile und Prozentangaben in Gewicht ausgedrückt sind.

Beispiel 1

5 Teile Procion Red P3BN (eingetragenes Warenzeichen) werden unter Rühren in 75 Teilen Wasser mit 6O⁰C aufgelöst. Die Lösung wird auf zwischen 20 und 25°C abgekühlt, und dann werden 7 Teile PVPK-30 unter Rühren zugegeben, worauf noch 0,05 Teile Proxel P.L. (eingetragenes Warenzeichen) zugesetzt werden. Die Druckfarbe wird mit Wasser auf 100 Teile gebracht und durch ein Filtertuch mit einer Porenweite von 25/U filtriert.

Wenn die Druckfarbe von Beispiel 1 als Druckflüssigkeit in der Musterdruckvorrichtung der GB-PS 1 354 89Ο und der GB-PA 30794/72 verwendet wird, dann werden Ströme von gleichmäßig angeordneten und eine gleichmäßige Größe

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aufweisenden Tröpfchen von Druckflüssigkeit unter den verschiedensten Bedingungen des Drucks an der Druckflüssigkeit und/oder der Frequenz an den piezoelektrischen Kristallen erhalten.

In der folgenden Tabelle sind weitere Beispiele von Druckflüssigkeiten angegeben, die sich für die Verwendung in den obigen Druckvorrichtungen eignen. Die Druckflüssigkeiten sind die gleichen wie in Beispiel 1, außer daß das in Spalte 2 angegebene Färbemittel in der in Spalte 3 angegebenen Menge vorliegt.

Beispiel	Färbemittel	Menge (Teile)
2	Procion Yellow SP3R (eWz)	9,0
3	Procion Blue SP3R (eWz)	15,0
i»	CI Acid Yellow 23	5,0
5	CI Food Blue 1	1,0
6	CI Food Red 7	5,0
7	CI Food Yellow 3

Beispiel 8

5 Teile Procion Yellow SP3R (eingetragenes Warenzeichen) werden unter Rühren in 75 Teilen Wasser mit 60°C aufgelöst. Die Lösung wird auf zwischen 20 und 25⁰C abgekühlt, und dann werden 14 Teile PVPK15 (eingetragenes Warenzeichen) unter

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Rühren zugegeben, worauf sich der Zusatz von 0,05 Teilen Proxel PL (eingetragenes Warenzeichen) anschließt. Die Druckfarbe wird mit Wasser auf 100 Teile gebracht und durch ein Filtertuch mit der Porenweite 25/U filtriert.

Beispiel 9

Teile einer 19?igen wäßrigen Dispersion CI Disperse Blue 1*4 werden mit 221 Teilen Wasser verdünnt. Zu dieser Dispersion werden 0,2 Teile Proxel PL (eingetragenes Warenzeichen)und 75 Teile einer 30$igen wäßrigen Lösung von PVP K30 zugegeben. Die Dispersion wird sorgfältig gemischt und vor der Verwendung durch ein Filtertuch mit der Porenweite 25/U filtriert.

PATENTANSPRÜCHE!

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Druckfarbe, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Lösung oder Dispersion eines Färbemittels in einer 0,5 bis 20 Jigen wäßrigen Lösung eines Polyvinylpyrrolidone mit einem Molekulargewicht bis zu 360 besteht.

2. Druckfarbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung zwischen 2 und 10£ des Polyvinylpyrrolidone enthält.

3. Druckfarbe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyvinylpyrrolidon ein Molekulargewicht bis zu 100 000 aufweist.

4. Druckfarbe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyvinylpyrrolidon ein Molekulargewicht im Bereich von 10 000 bis 50 000 aufweist.

5. Druckfarbe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Färbemittel in Wasser löslich ist.

6. Druckfarbe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Färbemittel aus einem zellulosereaktiven Farbstoff besteht.

7. Druckfarbe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Färbemittel aus einem sauren Farbstoff besteht.

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8. Druckfarbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Färbemittel aus einem Dispersionsfarbstoff besteht.

9. Druckfarbe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Färbemittel in einer Konzentration von nicht mehr als 20 Gew.-Jt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Druckfarbe, vorliegt.

10. Druckfarbe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität im Bereich von 5 bis 30 Centipoise liegt.

11. Druckfarbe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische Leitfähigkeit der Druckfarbe nicht unter 5 χ 10"^ Reziprokohm/cm liegt.

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