NO773612L - Trykkfarge. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår trykkfarger med fluori-serende egenskaper i ultrafiolett lys. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen trykkfarger som er fargeløse i vanlig lys og markert fluorescerende i ultrafiolett lys, slik at de blir spesielt egnet til merking av forskjellige materialer, idet merkingen normalt er usynlig, men lett kan oppdages når den utsettes for ultrafiolett belysning. Trykkfargen er beregnet for bruk i et trykkeapparat som arbeider etter det såkalte "trykkfargestråletrykke"-prinsipp. Stråletrykking (jet printing) er en nyere utvikling i forbindelse med påføring av identifiserende og dekorative merker på et underlag. Generelt blir flytende trykkfarge presset under trykk gjennom en meget liten åpning i en blokk som inneholder et piezo-elektrisk krystall som vibrerer med høy frekvens (50 - 100.000 Hz), hvorved den trykkfarge som passerer gjennom åpningen, blir brutt opp i ørsmå dråper av samme antall som krystallvibrasjonene.

De ørsmå dråper føres gjennom et ladeområde hvor de enk-élte.

dråper mottar en elektrisk ladning som svar på et videosignal, idet størrelsen av ladningen er avhengig av amplituden av video-signalet. Dråpene passerer deretter gjennom et elektrisk felt med fastlagt intensitet som bevirker en varierende avbøyning av de enkelte dråper avhengig av intensiteten av disses ladning, hvoretter de avbøydé dråper tillates å slå seg ned på det under-lagsmedium som skal motta de dekorative eller informative trykte tegn. Apparater som er egnet til utførelse av en slik stråletrykkeprosess, er beskrevet i detalj i US-PS 3.465.350 og 3.465.351, og det er i forbindelse med et apparat og en fremgangs-måte av den art som er beskrevet i disse patentskrifter, at trykk-

fargen ifølge den foreliggende oppfinnelse er ment å benyttes.

For å virke tilfredsstillende i et stråletrykkesystem må

en trykkfarge oppvise en ensartet oppdelingslengde, dråpehastig-het og dråpeladning under fastlagte driftsbetingelser for ma-skinen. For oppnåelse av dette må trykkfargen oppfylle strenge krav med hensyn til viskositet og resistivitet, oppløselighet og forenlighet av bestanddelene, stabilitet og motstand mot hinnedannelse og må lett kunne oppløses på ny i et egnet opp-løsningsmiddel for rask rengjøring av maskinkomponentene med minst mulig anstrengelse.

Det er fastlagt at et brukbart viskositetsområde for en trykkfarge som skal benyttes i et stråletrykkeapparat hvor dyseåpningen har en diameter på 0,08 mm, ikke må være mer enn ca. 16 cp ved 20°C, mens ca. 1,90 - 2,0 er det mest ønskelige viskositetsnivå for overlegen ytelse. Viskositeten kan være noe høyere enn de ovennevnte verdier hvis diameteren av åpningen økes, men i ethvert tilfelle er en trykkfarge med en viskositet på mindre enn 20 cP og fortrinnsvis mindre enn 16 cP ved 20°C sterkt ønskelig. Resistiviteten kan ligge i et område fra under 10 ohm-cm til ca. 2000 ohm-cm, og den mest ønskede verdi er på mellom 150 og 300 ohm-cm. Resistiviteter som overstiger ca. 1000 ohm-cm, skaper problemer med hensyn til oppnåelse av den riktige ladning av dråpene, noe som medfører en skadelig inn-flytelse på avbøyningsevnen av dråpene i et elektrisk felt.

Den åpning som trykkfargen må passere gjennom, har normalt en diameter på mellom 0,05 og 0,13 mm. For å hindre tilstopping av denne åpning er det meget ønskelig at alle bestanddeler av trykkfargen er i oppløsning i bærermediet istedenfor i kolloidal eller annen suspendert tilstand.. I ethvert tilfelle må den ferdige trykkfarge kunne passere i det minste et 2 iriikrometers filter for å være tilfredsstillende for bruk. Videre må trykk-fargebestanddelene ikke utfelles eller på annen måte avsette seg i noen av transportledningene, forrådstanken, åpningen eller noen annen del av tilførselssystemet for trykkfarge, til tross for at oppløsningsmiddelet for trykkfargen er utsatt for en viss grad av fordampning i tilbakeføringssystemet for trykkfarge og i for-råds tanken. Oppløsningsmiddelet må med andre ord oppvise en re-serve med hensyn til oppløseligheten av de oppløselige bestanddeler av trykkfargen for at enhver uønsket utfelling som vil kunne tilstoppe den meget lille stråleåpning, skal unngås. Trykkfargen må også ha evne til å unngå hinnedannelse for å hindre at der i åpningen eller tanken skal oppstå hinner når anlegget er avstengt. Eventuelle hinner som danner seg under slike om-stendigheter, vil kunne brytes opp i små, faste partikler som vil kunne tilstoppe åpningen.

For å lette rengjøring av apparatet etter bruk bør trykk-fargebestanddelene være lett oppløselige i et felles oppløsnings-middel. Dette vil hindre eventuell gradvis oppbygging av trykk-fargerester i systemet som vil kunne føre til funksjonssvikt.

En spesiell hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe trykkfarger for ikke-belagte, fargeløst belagte eller dekorerte underlag av papir, papp og metall som ikke er kraftig smurt eller vokset, og som krever liten eller ingen varme- eller vannmotstand, eller som krever en varmemotstand på opptil 82°C og vannmotstand, og for ikke-belagte, fargeløst belagte eller dekorerte underlag av metall som er kraftig smurt og vokset og krever en varmemotstand på opptil 204°C og fremragende vannmotstand.

Når det dreier seg om underlag av papir, papp og metall som krever en varmemotstand på opptil 82<G>C, kan der benyttes et trykk-fargesystem uten bindemiddel.

I alle tilfeller er trykkfargene hovedsakelig frie for synlige fargestoffer.

Det er en ytterligere hensikt med oppfinnelsen å skaffe fargestoffer for bruk ved stråletrykking av tegn på underlag, idet trykkfargene kombinerer de egenskaper som er nødvendige for tilfredsstillende bruk av trykkfargen i trykkeapparatet, med den egenskap at de i tørr tilstand fluorescerer med meget korte luminescens-tider når de utsettes.for ultrafiolett bestråling. Trykkfargene ifølge den foreliggende oppfinnelse omfatter både trykkfarger av oppiøsningsmiddel-typen hvor et pigment er oppløst i et oppløs-ningsmiddel, og trykkfarger av dispersjons-typen hvor et pigment er dispergert i en bærer som det er uoppløselig i.

Trykkfarger hvis fargestoffer eller pigmenter har luminescens-tider som er tilstrekkelig korte, kan anvendes til å utløse bryterinnretninger, og fosforescerende forbindelser med en varighet av luminescensen på mer enn 1/900 sekund er teoretisk ubrukbare. I praksis foretrekkes der utstrålingstider som er meget kortere

enn dette. Enkle fluorescenstider er i størrelsesordenen 10 -9 til 10~<12>sekunder. Varigheten av fosforescens kan være på timer eller mer.

Røde trykkfarger som fluorescerer i området 500 - 700 nm,

er mindre gunstige enn blå eller grønne trykkfarger som de fleste personer er vant til. Blå eller grønne trykkfarger som fluorescerer tilstrekkelig i området 500 - 700 nm, er ønskelige av estetiske såvel som praktiske grunner.

Den foreliggende oppfinnelse angår gule og grønne trykk-

farger som fluorescerer ved eksitering ved bestråling med ultrafiolett lys i området nær det synlige spektrum (365 nm) eller i det midlere ultrafiolette område (254 nm) og som utstråler lys

med meget kort 'luminescenstid i området 500 - 700 nm. Disse 9trykkfarger er organiske av natur, noe som også er en fordel, idet de ikke har de slipende sliteegenskaper som mange trykkfarger som er basert på slipende uorganiske pigmenter.

Ytterligere hensikter vil fremgå av den etterfølgende be-skrivelse.

De fleste vanlige væskeformede trykkfarger inneholder tre hovedkomponenter. Den første er et fluorescerende fargestoff for^. å gjøre de trykte tegn synlige på bakgrunn av underlaget. Det fluorescerende fargestoff kan være enten en farge som er oppløselig ; i oppløsningsmiddelet for trykkfargen, eller et pigment som er suspendert i oppløsningsmiddelet. Den annen komponent er en harpiks eller et bindemiddel som forblir på overflaten av underlaget etter trykkingen og tjener til å fastholde og binde fargen eller pigmentet på plass på underlagsflaten. Den tredje hoved-komponent er oppløsningsmiddelet som- gir trykkfargen flyteevne og inneholder harpiksen og fargestoffet i oppløsning eller sus-pensjon. I tillegg til disse tre komponenter, som finnes i. nesten alle væskeformede trykkfarger, kan der anvendes, forskjellige andre bestanddeler, herunder tørkemidler, dispergeringsmidler og fuktemidler, myknere, fortynningsmidler og lignende. Fargestoffer for stråletrykking kan i tillegg til de ovenfor nevnte tre hovedkomponenter fortrinnsvis også inneholde en fjerde, valgfri komponent som er tilpasset trykkfargen og arten av apparatet og fremgangsmåten ved stråletrykking. Denne bestanddel er en elektrolytt som fortrinnsvis tilsettes slik at trykkfargedråpene kan gis en sterk, reproduserbart variabel elektrisk ladning som

i sin tur tillater en behersket, reproduserbar avbøyning av dråpene ved at dråpestrømmen utsettes for et elektrisk felt.

Andre trykkeprosesser enn stråletrykking krever ikke trykkfarger

med elektriske egenskaper som tillater oppnåelse av disse formål.

Egenskapene av oppløsningsmiddelet og de egenskaper som trykkfargen meddeles som følge av oppløsningsmiddelet, er av overveldende betydning for den foreliggende oppfinnelse. Det er tidligere påpekt at den samlede trykkfarge må ha meget lav viskositet. Tilfredsstillende resultater kan lett oppnås med trykkfarger med en viskositet på opptil ca. 16 cP ved 20°C, og det er mulig å arbeide med trykkfarger med en viskositet på opp imot 20 cP, skjønt stråletrykkeprosessen blir stadig vanskeligere å beherske etter hvert som viskositeten av trykkfargen øker. En viskositet på ca. 1,90 cP anses optimal. Da den harpiksholdige bestanddel er tilbøyelig til å øke viskositeten av oppløsnings-middelet, er det nødvendig at oppløsningsmiddelet har en meget lav viskositet 1for å hindre uønsket oppbygging av viskositeten som et resultat av sammenblandingen. Få oppløsningsmidler er i stand til å tilfredsstille de strenge viskositetskrav, og de

andre funksjonelle krav til stråletrykkings-trykkfargene ifølge oppfinnelsen. Bare de alifatiske enverdige alkoholer med lav molekylvekt, herunder metyl-, etylr, n-propyl- og isopropylt:.".::o'.o alkoholer, hver for seg eller i blanding, oppviser den riktige kombinasjon av lav viskositet, oppløselighet for basiske fargestoffer og elektrolytter, blandbarhet med vann og overflate-spenningsegenskaper som kreves for en slik anvendelse. I det -etterfølgende vil uttrykket "lavere alifatiske enverdige alkoholer" bli benyttet for å betegne de ovenfor nevnte fire alkoholer.

De trykkfarger som har lavest viskositet, er de hvor den

som oppløsningsmiddel anvendte alkohol er metylalkohol eller en blanding av metyl- og etylalkohol. Hvis metylalkoholen skiftes ut med en av propylalkoholene i en bestemt trykkfarge, vil dette medføre en trykkfarge med noe høyere viskositet, slik det vil fremgå av de etterfølgende eksempler. I et stråletrykkeapparat med en diameter av dyseåpningen på 0,076 mm, slik det er vanlig i industrien, får man best ytelse med trykkfarger med en viskositet på mellom 1,5 og 13 cP ved 20°C. Viskositeter i dette område oppnås med metylalkohol eller en blanding av metyl-og etylalkohol som organisk oppløsningsmiddel. Tilsvarende trykkfarger fremstilt med et oppløsningsmiddel av propylalkohol vil ha

viskositeter i området 3 - 5 cP eller mer. Det vanlige stråletrykkeapparat med dyseåpninger på 0,076 mm vil arbeide tilfredsstillende med trykkfarger med en viskositet på opptil 5 cP eller noe høyere. Trykkfarger med høyere viskositet (opptil ca. 8 - 10 cP) kan også anses som akseptable, men krever større dyseåpninger, høyere drivtrykk og betydelige endringer i det elektriske system og geometrien av trykkeapparatet. Det foretrekkes derfor både fra et praktisk og et økonomisk synspunkt å benytte trykkfarger med en viskositet på under ca. 16 cP. Det skal be-merkes at viskositeten av trykkfargene ikke bestemmes bare av opp-løsningsmiddelets viskositet, men også påvirkes av konsentrasjonene av de andre komponenter i trykkfargen, herunder spesielt den har-piksformede komponent, vannet og eventuelle modifiserende til-setningsstoffer som vil bli omtalt nærmere senere.

Oppløsningsmiddelets tilbøyelighet til å fukte underlaget, målt ved overflatespenningen av oppløsningsmiddelet og den trykkfarge som inneholder dette oppløsningsmiddel, er av stor betydning og

må beherskes nøye. Vann vil f.eks. ikke fukte et metallisk alu-miniumunderlag, if.eks. en aluminiumboks, tilfredsstillende som følge av dets uønsket høye overflatespenning (0,072 N/m ved normal temperatur), og trykkfarger på vannbasis er ikke tilfredsstillende for bruk ved trykking av metallbokser, selv om slike trykkfarger har vært anvendt ved stråletrykking av f.eks. papp, idet pappover-flaten lett fuktes av vann. Metyl-, etyl-, propyl- og isopropyl-alkoholer som har overflatespenninger på henholdsvis 0,022, 0,023, 0,024 og 0,022 N/m ved normal temperatur, fukter derimot aluminium så lett at metalloverflaten oversvømmes av oppløsningsmiddelet,

som sprer seg ut og flyter sammen med andre dråper,, slik at kon-turene av de tegn som trykkes ved bruk av disse oppløsningsmidler,. flyter ut. Når trykkfargene ifølge den foreliggende oppfinnelse anvendes på en aluminiumoverflate, blir.de satt slik sammen at de har overflatespenninger ved 20°C på ca. 0,028 - 0,040 N/m. For bruk på andre metalloverflater, som f.eks. stål og tinnplett, og på overflater med organiske belegg av den type som f.eks. vanligvis anvendes ved fremstilling av stålbokser, er overflatespen-ningsverdier for trykkfargene på mellom 0,022 og 0,035 N/m nød-vendige, og den nedre del av dette område blir vanligvis foretrukket.

For å være virksom i en oppskrift på trykkfarger for stråle trykking av metallbokser må oppløsningsmiddelet lett kunne opp-løse tilstrekkelige mengder av harpikskomponenten, fargestoffet og eventuelt ønskelige, valgfrie bestanddeler, som f.eks. en elektrolytt, til at det ønskede nivå av vedheftning, konduktivitet og synsinntrykk av trykkfargen oppnås. Da der videre vil finne sted en viss grad av fordampning av oppløsningsmiddel i forrådet for trykkfargefog retursystemet for dette, noe som øker konsentrasjonen av faststoffer i trykkfargesammensetningen i disse områder, må oppløsningsmiddelet ha en ytterligere oppløsningsevne som er tilstrekkelig til å hindre utfelling under disse forhold.

Skjønt fordampning av oppløsningsmiddelet fra tilførsels- og retursystemene for trykkfarge er stort sett uønsket, er det viktig at oppløsningsmiddelet fordamper relativt raskt fra den trykte billedflate for å gjøre de trykte tegn uimottagelige for utsmøring og fuktighet relativt rask etter at trykkeoperasjonen er utført. Oppløsningsmiddelet må skaffe en tilfredsstillende balanse av for-dampningsegenskaper mellom disse to motsatte ønsker.

En harpikskomponent i trykkfargen kan være nødvendig for trykking på metall, og en slik komponent må også møte en rekke krav. Av viktighet er først og fremst harpiksens evne til å hefte kraftig til metalloverflaten som trykkfargen trykkes på, og å bibe-holde denne sterke heftevne under sterkt varierende betingelser med hensyn til fuktighet og temperatur. Når trykkfargen er påført på metalloverflaten, må den "størkne" eller klebe raskt og sterkt til materialet selv i nærvær av noe fuktighet, og den må oppvise en høy grad av upåvirkelighet for fuktighet, ikke bare for å ved-likeholde adhesjonen til metallet, men også for å beskytte fargestoff et, som kan være vannfølsomt, mot virkningene av fuktighet som kan få fargestoffet til å flyte ut i tilgrensende områder.

Harpiksbestanddelen for trykking på metall må også være meget lett oppløselig i oppløsningsmiddelet for å danne en stabil, lawiskøs oppløsning, slik at effektive mengder kan oppløses i oppløsningsmiddelet uten at viskositeten av sammensetningen økes for sterkt. På lignende måte må den elektrolyttiske bestanddel som benyttes i de foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen, være virksomme ved konsentrasjoner som ligger godt under oppløse-lighetsgrensen for oppnåelse av de ønskede dråpeavbøyningsegen-skaper uten fare for utfelling og tilstopping av systemet.

Som tidligere nevnt, inneholder trykkfargene ifølge opp finnelsen minst én normalt fargeløs forbindelse som fluorescerer i ultrafiolett lys, eri oppløsningsmiddelblanding og eventuelt en elektrolytt i en mengde som er tilstrekkelig til å bevirke de ønskede dråpeavbøyningsegenskaper. Alle disse bestanddeler må foreligge i omhyggelig avpassede mengder for oppnåelse av en gunstig ytelse av trykkfargen i et stråletrykkingsapparat. En harpiksbestanddel kan være nødvendig for trykking"på metall.

Oppløsningsmiddelblandingen

Skjønt mindre mengder av andre oppløsningsmidler kan være innlemmet i den komplette trykkfarge for spesielle formål, er det primære oppløsningsmiddel en blanding av en eller flere lavere alifatiske alkoholer som tidligere nevnt og vann i slike andeler at overflatespenningen av trykkfargen er på mindre enn ca. 0,04

N/m målt ved 20°C. For trykking på en overflate av aluminium-metall bør vektforholdet mellom vann og alkoholbestanddelen ligge i området mellom 1:1,5 og 1:5, og det foretrukne eller optimale forhold er ca. 1:3, idet dette forhold gir" trykkfarger med overflatespenninger på ca. 0,03 - 0,035 N/m. Hvis oppløs-ningsmiddelblandingen inneholder en høyere konsentrasjon av vann enn ønskelig, vil den resulterende trykkfarge være tilbøyelig til

å perle seg på metalloverflaten, mens en spesielt høy konsentrasjon av alkohol får trykkfargen til å spre seg for sterkt på metalloverflaten med resulterende utsmøring eller diffusjon av de trykte tegn. Når stål og tinnplettert stål er det underlag som skal forsynes med trykk, kan oppløsningsmiddelforholdet måtte justeres noe, idet fukteegenskapene for stål og tinnplettert stål avviker noe fra de tilsvarende egenskaper for aluminium. Et egnet forhold mellom vann og alkohol er på mellom 1:3 og 1:10,

og et forhold på ca. 1:8 foretrekkes, idet dette gir trykkfarger med en overflatespenning i det ønskede område på 0,022 - 0,030 N/m.

Foruten metanol og vann inneholder oppløsningsmiddelbland-ingen i de foretrukne trykkfarger ofte noe etanol som kan anvendes som primært oppløsningsmiddel for den harpiksholdige bestanddel. Som tidligere angitt, har etylalkohol og propylalkoholene høyere viskositeter enn metylalkohol, og viskositeten av en bestemt trykkfargesammensetning vil naturligvis variere be-tydelig avhengig av hvilken av disse alkoholer som anvendes og den anvendte mengde. Valget av alkoholbestanddel vil avhenge av

de spesielle egenskaper som ønskes av den ferdige trykkfarge.

Hvis rask tørking og/eller en meget lav viskositet er nød-

vendig, vil alkoholbestanddelen nødvendigvis først og fremst være metylalkohol. Hvis en raskere tørking og en noe høyere viskositet kan tåles i en bestemt situasjon, kan all metylalkoholen eller noe av denne erstattes med etyl-, n-propyl-

eller isopropylalkohol. Sammensetninger som anvender disse mindre flyktige alkoholer, krever mindre kompletteringsmengder av oppløsningsmiddel og er mindre utsatt for de problemer med tilstopping i ledningene som skyldes rask fordampning av opp-løsningsmidlene i trykkfargen. Vanligvis foretrekkes trykkfarger med meget lav viskositet, spesielt på under ca. 3 cP ved 20 C, men trykkfarger med en viskositet på ca. 5 cP ved 20°C er

fullt tilfredsstillende, og i ekstreme tilfeller hvor der ar-beides med høye drivtrykk og relativt store dyseåpninger (f.eks. 0,13 mm), kan der anvendes trykkfarger med en viskositet på opptil 8 - 10 cP ved 20°C.

I hver trykkfargesammensetning må den spesielle anvendte alkoholbestanddel stå i et balansert forhold til mengden av vann i trykkfargen, idet forholdet for tilfredsstillende drift skal ligge innenfor de foran angitte grenser.

En liten.mengde amoniakk eller et lignende alkalisk middel

i form av en konsentrert vandig oppløsning tilsettes trykkfargen for å holde pH-verdien av systemet i området 8,0 - 9,5. Det foretrukne pH-område på 8,6 - 8,8 opprettholdes stort sett ved til-setning av ca. 1 vekt-% konsentrert amoniakkoppløsning (26° Baumé) til trykkfargen, men det vil forstås at mengden av denne bestanddel eller en tilsvarende erstatning som tilsettes, kan variere i overensstemmelse med kravene til pH-verdi som angitt foran.

Regulering av pH-verdien av trykkfargen er viktig for at trykkfargen skal virke gunstig ved stråletrykking. En større alkalitet enn hva som er angitt ved det ovennevnte pH-område, med-fører en langsom tørking av trykkfargen på en trykt overflate og relativt dårlig adhesjon, mens en lavere pH-verdi enn det akseptable område kan påvirke stabiliteten av trykkfargen alvorlig,

idet den kan bevirke tilslamming av systemet og tilstopping av dyseåpningene.

Hvis denønskede trykkfarge eller detønskede pigment har en relativt begrenset oppløselighet i de foran beskrevne oppløsnings-midler, kan sammensetningen modifiseres ved innlemmelse av en moderat mengde av et ytterligere oppløsningsmiddel som fargestoffet er godt oppløselig i, og som har en lav overflate-

spenning og lav viskositet, samt er fullstendig blandbart med vann og har en egnet fordampningshastighet. Visse glykolestere med relativt lav molekylvekt, herunder ■■ etenglykolmonometyleter (vanligvis kjent som metylcellosolve), etenglykolmonoetyleter (vanligvis kjent som cellosolve), propenglykolmonometyleter og propenglykolmonoetyleter har vist seg å være spesielt tilfreds-stillende i denne forbindelse og kan tilsettes trykkfargesammensetningen i mengder på opptil 30 vekt-% hvis det er nødvendig for å stabilisere fargemiddelet i oppløsningen. Mengder av de angitte glykoletere på over 30 vekt-% av sammensetningen bør unngås hvis trykkfargen skal fukte overflaten av trykkeunderlag av metall tilfredsstillende.

Harpiksbestahddelen

Den foretrukne harpiksbestanddel er avvokset og bleket skjell-lakk eller en-tilsvarende forbindelse, skjønt en hvilken som helst sammenlignbar harpiks med de foreskrevne oppløselig-hetsegenskaper i oppløsningsmiddelet og evne til å forankre fargestoffet til metalloverflaten vil kunne anvendes i trykkfargen med tilfredsstillende resultat. Stort sett ønskes det en høy konsentrasjon av harpiks for å forankre fargestoffet eller pigmentet så fast som mulig til den trykte overflate. Harpiks-konsentrasjonen er imidlertid begrenset av den økning i viskosi- . teten som fås når mengden av harpiks i sammensetningen øker.

Etter hvert som konsentrasjonen av harpiks av skjell-lakk-typen øker, kan der videre finne sted samvirkning mellom harpiksen og fargebestanddelen med resulterende skumdannelse eller slam-* dannelse i trykkfargen., Dette fenomen forekommer spesielt i de sammensetninger som inneholder betydelige mengder vann. Pro-blemet kan imidlertid ikke overvinnes ved eliminering av vannbe-standdelen, idet noe vann er nødvendig for å holde overflatespenningen av trykkfargen innenfor det brukbare område for oppnåelse av riktig fukting av underlaget. Hvis alkoholbestand-

deleri først/pg fremst er metylalkohol, kan trykkfargen inneholde ca. 1 - 17% skjell-lakk, noe som gir god forankringsvirkning for pigmentet innenfor det foretrukne område på 1,75 - 5 cP for viskositeten av trykkfargen som er nevnt foran i forbindelse med

dyseåpninger med en diameter på ca. 0,076 mm. Noe høyere skjell-lakkinnhold kan tåles hvis dysestørrelsen økes tilsvarende etter hvert som viskositeten øker som følge av høyere harpiksinnhold. Med åpninger på ca. 0,13 mm.i diameter kan således skjell-lakk-innholdet være så høyt som ca. 25 vekt-%, idet det vil forstås at mengden av vann og høyere alkoholer i trykkfarger med høyere inn-hold av skjell-lakk vil holdes på det minimum som' er forenlig med kravene til fukting av underlaget, tørkehastighet og unngåelse av slamdannelse som tidligere nevnt.

Det er tidligere nevnt at bruken av etyl- og propylalkoholer fører til trykkfarger med høyere viskositet enn hva som oppnås når metylalkohol er det primære alkoholiske oppløsningsmiddel.

Da en økning i harpiksbestanddelen også er tilbøyelig til å øke viskositeten, vil det være klart at mindre skjell-lakk vil bli benyttet med propylalkohol enn med metylalkohol som oppløsnings-middel for at det ønskede viskositetsnivå skal opprettholdes.

Elektrolyibtbestanddelen

For at de trykkfargedråper som sprøytes ut fra dysene, skal kunne motta og holde på den riktige elektriske ladning, må trykkfargen ha en spesifikk resistivitet i området fra noe under 10 ohm-cm til ca. 2000 ohm-cm. Det foretrukne arbeidsområde ligger mellom 150 og 300 ohm-cm. Det er funnet at noen av' trykkfargesammensetningene ifølge oppfinnelsen naturlig vil ha en spesifikk resistivitet innenfor dette område uten at det er nødvendig å til-sette en elektrolyttisk bestanddel spesielt for det formål å innstille resistiviteten av trykkfargen. Vanligvis er det imidlertid funnet at de.beste resultater fåes hvis der til trykkfargen tilsettes en valgfri bestanddel som omfatter et salt eller en blanding av salter som er oppløselige, i trykkfargemediet og ikke har noen skadelige virkninger på trykkemaskinen eller det trykte underlag. Spesielt tilfredsstillende for dette bruk er ;;.d-imetylaminhydroklorid og litiumklorid, skjønt også andre alkalimetallklorider, nitrater, sulfater og lignende oppløselige salter kan anvendes. Dimetylaminhydroklorid, som har en høy opp-løselighet i de foran beskrevne oppløsningsmidler, er særlig nyttig som følge av denne egenskap.

Den elektrolyttiske bestanddel kan tilsettes i en mengde

som vil bevirke en reduksjon av den spesifikke resistivitet av en

gitt trykkfarge til det ønskede nivå. Den effektive mengde elektrolytt vil variere fra 0 til 2 eller 3% eller mer avhengig av den opprinnelige resistivitet av trykkfargen og den ønskede

resistivitet. Mengder av de foretrukne elektrolytter, dimetylaminhydroklorid og litiumkiorid, på over 1,5% anses vanligvis som unødvendig høye og er derfor uønsket fra" et økonomisk synspunkt. Høyere saltoppløsninger medfører trykkfargesammensetninger med gradvis lavere resistivitet. Skjønt trykkfarger med meget lav spesifikk resistivitet uten videre er brukbare i en stråletrykkeprosess, byr resistivitetsverdier på mindre enn ca. 100 ohm-cm ikke på noen særlig fordel overfor trykkfarger med en resistivitet på mellom 100 og 300 ohm-cm, et område som anses optimalt. De foran^nevhte alkalimetallsalter kan også anvendes i konsentrasjoner på opptil ca. 2,0%, idet høyere konsentrasjoner både er unødvendig og vanskelig å opprettholde som følge av den begrensede oppløselighet av disse materialer i de oppløsnings-midler som anvendes i trykkfargesammensetningene ifølge oppfinnelsen. Som følge av sin større oppløselighet i et oppløs-ningsmiddelsystem av alkohol og vann/er de foretrukne salter dimetylaminhydroklorid og litiumkiorid, som anvendes enten alene eller i kombinasjon i en samlet saltkonsentrasjon på ca. 1,5 vekt-% av trykkfargesammensetningen.

Farqebestanddelen

Trykkfargene ifølge oppfinnelsen fremstilles ved oppløsning av en mengde fargestoff-danner i en laverealkyl-karboksylsyre. Der benyttes en mengde som vil gi en tilstrekkelig intens blå-farge eller grønnfarge, men som er mindre enn oppløseligheten av fargestoff-danneren i eddiksyre. 0,263 g fargestoff-danner pr. cm<3>eddiksyre er f.eks. funnet å være en passende mengde som opp-fyller dé ovennevnte krav for mange fargestoff-forløpere. Mer eller mindre syre kan tilsettes hvis det er bekvemt. En mengde av en polymeroppløsning blir så tilsatt et oppløsningsmiddel-system som velges for å være forenlig med alle bestanddeler og en passende tørkehastighet.

Det følgende eksempel belyser trykkfargesammensetninger ifølgeoppfinnelsen som er effektive i stråletrykkprosesser.

Eksempel

16 g fargestoff oppløst i 170 g metanol sammen med en opp-løsning av 15 g skjell-lakk i.105 g etanol ble tilsatt en blanding av 53 g metanol, 22 g vann, 1 g ammoniumhydroksyd (26° Baumé) og 1 g litiumkiorid.

Den resulterende trykkfarge hadde en viskositet på 2,36 cP ved 20°C, en resistivitet på 149 ohm-cm, en pH-verdi på 8,6 og en overflatespenning på 0,031 - 0,032 N/m ved 20°C.

Trykkfargen ble brukt ved stråletrykking av tegn på endene av aluminiumbokser som inneholdt øl, og på tinnfrie stålbokser.

De trykte tegn tørket meget raskt og ga bilder som oppviste fremragende adhesjon til underlaget, høy motstand mot slitasje og ut-merket motstand mot vann. Bildet fløt svakt ut når det ble utsatt for pasteurisering i damp. En utskiftning av litiumkloridet med en tilsvarende mengde dimetylaminhydroklorid ga tilsvarende resultater, idet de ørsmå dråper av trykkfarge som ble sprøytet ut fra dysene, i begge tilfelle uten videre mottok en tilfredsstillende ladning til at de kunne utsettes for den ønskede grad av avbøyning i det elektriske felt som var ansvarlig for plassering-en av dråpene på underlaget. Lignende resultater kan oppnås ved anvendelse av andre basiske fargestoffer i den ovennevnte sammen-setning.

Claims (5)

1. Trykkfarge som er egnet for bruk ved stråletrykking, karakterisert ved at den i det vesentlige består av følgende bestanddeler: a. mellom 0,5 og 20 vekt-% av minst én normalt fargeløs forbindelse som er fluorescerende i ultrafiolett lys, b. mellom 0 og 30 vekt-% av et oppløsnings-modifiserings-middel bestående av etenglykolmonometyleter, etenglykolmonoetyleter, propenglykolmonometyleter eller propenglykolmonoetyleter, og c. en elektrolytt i en mengde på mellom 0 og 2 vekt-%, . d. idet resten av trykkfargen består av en blanding av vann og en lavere alifatisk enverdig alkohol med høyst tre karbonatomer i et blandingsforhold mellom vann og alkohol på mellom 1:1,5 og 1:10 og andelen av vann og alkohol innenfor disse grenser er slik at trykkfargen har en overflatespenning ved 20°C på mellom 0,022 og 0,040 N/m og en viskositet ved 20°C på mellom 1,5 og 16 cP, samtidig som trykkfargen har en pH-verdi på mellom 2,5 og 9,5 og en spesifikk resistivitet på under 2000 ohm-cm.

"2. Trykkfarge som er egnet for bruk ved stråletrykking, karakterisert ved at den i det vesentlige består av følgende bestanddeler: a. mellom 0,5 og 10 vekt-% av minst én normalt fargeløs forbindelse som er fluorescerende i ultrafiolett lys, og b. mellom 0 og 30 vekt-% av et oppløsnings-modifisexings^ middel bestående av etenglykolmonometyleter, eteng.ly-kolmonoetyleter, propenglykolmonometyleter eller propenglykolmonoetyleter, c. idet resten av trykkfargen består av en blanding av vann og en lavere alifatisk enverdig alkohol med høyst tre karbonatomer i et blandingsforhold mellom vann og alkohol på mellom 1:1,5 og 1:10, og andelen av vann og alkohol innenfor disse grenser er slik at trykkfargen har en overflatespenning ved 20°C på mellom 0,022 og 0,040 N/m og en viskositet ved 20°C .på mellom 1,5 og 16 cP samtidig som.trykkfargen har en pH-verdi på mellom 2,5 og 9,5 og en spesifikk resistivitet på under 2000 ohm-cm.

3. Trykkfarge som er egnet for bruk ved stråletrykking, karakterisert ved at den i det vesentlige består av følgende bestanddeler: a. mellom 1 og 12 vekt-% skjell-lakk, b. mellom 0,5 og 5 vekt-% av minst én normalt fargeløs forbindelse som er fluorescerende i ultrafiolett lys, og c. mellom 0 og 30 vekt-% av et oppløsnings-modifiserings-middel bestående av etenglykolmonometyleter, etenglykolmonoetyleter, propenglykolmonometyleter eller propenglykolmonoetyleter, d. idet resten av trykkfargen består av en blanding av vann og en lavere alifatisk enverdig alkohol med høyst tre karbonatomer i et blandingsforhold mellom vann og alkohol på mellom 1:1,5 og 1:10 og andelen av vann og alkohol innenfor disse grenser er slik at trykkfargen har en overflatespenning ved 20°C på mellom 0,022 og 0,040 N/m og en viskositet ved 20°C på mellom 1,5 og 3 cP, samtidig som trykkfargen har en pH-vérdi på mellom 2,5 og 9,5 og en spesifikk resistivitet på under 2000 ohm-cm.

4. Trykkfarge som angitt i krav 1, karakterisert ved at alkoholbestanddelen er en blanding av etylalkohol og en propylalkohol, og-at viskositeten ligger på mellom 3 og 5 cP-ved 20°C.

5. Trykkfarge som angitt i krav 3, karakterisert ved at alkoholbestanddelen er en blanding ay metyl- og etyl-alkoholer og at viskositeten ligger på mellom 1,90 og 3 cP ved 20°C.