Brevet FR2476110A1 — publié le 19810821

I L'invention concerne un liquide d'impression destiné notam- ment à l'impression par jet d'encre. Dans cette technique une partie seulement du liquide traversant les moyens d'impression est utilisée pour être déposée sur un substrat, l'autre partie du liquide ayant traversé ces moyens d'impression, étant récupérée pour être utilisée de nouveau. Lors d'une telle circulation et récupération, le liquide est soumis à évaporation et c'est le cas en particulier de ses composants les plus volatils. Ceci se produit de façon générale, mais plus particulièrement dans la technique d'impression, par jet d'encre dans laquelle le liquide émis par les moyens d'impression est fractionné en gouttelettes de très faibles dimensions, ce qui a pour résultat d'augmenter considérablement la surface de ce liquide exposée à l'évaporation. C'est ce qui se produit dans la technique de jet d'encre 1.5 dite à "jet continu", dans laquelle le liquide sort sous pression d'un ajutage et est fractionné par des moyens d'excitation. Dans cette technique particulière, des gouttelettes sont formées en perrna- nence, à des fréquences qui peuvent être supérieures à 100 kilo- hertz. Cependant, une faible fraction, qui peut être de l'ordre de 5 %, ou moins, de ces gouttelettes, est utilisée pour l'impression. Les gouttelettes non utilisées pour l'impression sont interceptées et éloignées du substrat à imprimer. De façon générale, afin de limiter les besoins en approvision- nement de la machine d'impression et les coûts de cet approvision- nement, il est souvent avantageux de pouvoir récupérer le liquide d'impression en vue d'une utilisation répétée. Ceci est particuliè- rement le cas lorsque la fraction utilisée à chaque cycle de circulation de liquide est faible. On se heurte alors à des difficultés d'utilisation liées à l'évolution des propriétés du liquide d'impression due à l'évaporation. Ceci est en particulier le cas dans la technique d'impression par jet d'encre qui nécessite un contrôle très précis de la formation des gouttelettes de leur trajectoire. Dans le but d'éviter cet inconvénient, il est avantageux de connaître la composition des volumes évaporés lors du cycle de circulation du liquide d'impression. Ceci peut permettre notamment de faire évoluer commodément le réglage de la machine d'impres- sion et/ou de régénérer le liquide d'impression par des adjonctions périodiques d'un ou plusieurs liquides de complément. Une dispo- sition particulièrement intéressante est celle dans laquelle la régé- nération du liquide d'impression est contrôlée automatiquement par la machine d'impression, sans intervention d'un opérateur. Cette opération de régénération automatique est particulièrement simple -quand la composition du liquide évaporé reste fixe. Il est connu d'utiliser les mélanges azéotropes dans le domaine des encres ou des peintures. Ces mélanges sont employés de façon usuelle dans la prévision des phénomènes prenant place lors du séchage du feuil. Des azéotropes du nitropropane ont également été proposés pour éviter, dans certains cas, le recours aux hydrocarbures benzéniques et les remplacer par un mélange de propriétés solvantes analogues. La présente invention concerne une autre application des azéotropes, à savoir celle de permettre de résoudre le problème de recyclage de l'encre utilisée dans les techniques d'impression. Un des problèmes en effet, que soulève l'utilisation des encres pour impres- sion est celui du recyclage partiel ou de la récupération de l'encre et/ou la régénération de celle-ci à une concentration optimale des divers constituants. Dans ce but il convient- plus particulièrment de pouvoir contrôler en permanence les teneurs des composants du mélange solvant, ce qui présente souvent avec les liquides connus actuellement de grandes difficultés. La présente invention a pour objet de résoudre ce problème, et concerne un liquide d'impression notamment utilisé dans la techni- que d'impression par jet d'encre dont les pertes en mélange solvant 2476 110 ont une composition fixe et bien déterminée, et comportant un mélange solvant volatil et des composés dissous et/ou en dispersion. Elle concerne plus particulièrement un liquide d'impression destiné aux procédés d'impression faisant apel à un recyclage partiel ou une récupération de l'encre et/ou à la régénération de celle-ci, carac- térisé en ce que la partie volatile de l'encre est constituée par un mélange azéotropique de solvants, ou ne s'en écartant pas de façon significative, soit environ de plus de 5 % en poids. L'invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre. Les composés dissous et/ou dispersés peuvent avantageu- sement être additionnés d'un ou plusieurs liquides peu volatils dans les conditions ordinaires de travail, et possédant diverses propriétés favorables. On peut citer de façon nullement limitative une amélio- ration du pouvoir solvant, ou la fonction antibouchage. Dans ce dernier cas l'emploi d'un composé peu volatil permet d'éviter après évaporation de la fraction plus volatile la formation de croûtes difficilement solubles. On utilise de façon préférentielle des alcools ou polyalcools aliphatiques avec ou sans fonction éther. A titre d'exemple non limitatif, on peut faire appel à l'éthylène-glycol, au glycérol ou à l'éthyldiglycol. Le liquide d'impression faisant l'objet de l'invention est carac- térisé en ce que la f raction solvante et volatile est constituée par un mélange azéotropique. Le solvant ou dispersant utilisé pour la fabrication d'un liquide d'impression conforme à l'invention est choisi dans la catégorie des mélanges de solvants formant un azéotrope, c'est-à-dire un mélange de deux ou plusieurs composés qui distille à température et compo- sition toutes deux fixes sous une pression donnée. On appelle dans la suite "mélange azéotropique" l'azéotrope lui-même, ou tout mélange dont les proportions ne s'en écartent pas de manière significative, par exemple pas de plus de 5 % en poids d'un ou plusieurs des constituants. Ces mélanges azéotropiques sont choisis parmi des mélanges azéotropiques connus en eux-mêmes, mais appliqués conformément à l'invention comme solvant et/ou milieu dispersant pour les différentes matières entrant dans la composition des liquides d'impression, destinés de façon non limi- " tative à l'impression par jet d'encre. Les mélanges azéotropiques utilisés sont constitués de deux ou plusieurs composés organiques, et éventuellement d'eau. Les conm- posés organiques utiles pour les liquides d'impression sont les alcools aliphatiques, les éthers aliphatiques, les esters aliphatiques et les cétones aliphatiques. De préférence, sont utilisés les composés légers, de volatilité suffisante, et dont la masse moléculaire est inférieure à 150. Le tableau 1, ci-dessous donne deux exemples, nullement limitatifs, de tels azéotropes. -.TABLEAU I Concentration Température (% en poids). d'ébullition (*C) Température d'ébullition de l'azéotrope (Oc) Mélange Ethanol azéotropique A. Butanone - 2 Mélange Ethanol azéotropique B Acétate d'isopropyle 78,3 74,0 79,6 78, 3 76,7 91,0 Le mélange azéotropique est préparé par simple mélange des constituants dans les porportions voulues, ou ne s'en éloignant pas de façon significative, par exemple pas de plus de S % en poids. Dans des cas plus critiques, il peut être obtenu selon un procédé connu en soi de distillation et fractionnement.- Lorsque le mélange constituant l'encre est soumis à une évaporation, le mélange de solvants constituant l'azéotrope est généralement beaucoup plus volatil que les autres matières entrant dans la composition de l'encre. Le mélange azéotropique s'évapore 1O avec une composition fixe, et seule varie la concentration dans l'encre des autres matières se présentant en solution ou en suspen- sion. Dans le cas d'un recyclage ou d'une récupération de l'encre, la régénération de celle-ci à une concentration optimale des divers constituants est facilitée par le fait que les pertes en solvant dues à l'évaporation ont une composition fixe et bien déterminée pour une pression donnée (par exemple la pression atmosphérique). Par con- séquent, la connaissance du volume évaporé suffit alors à déter- miner l'ajustement à effectuer sans qu'il soit nécessaire de contrôler constamment les teneurs des composants du solvant volatil. L'emploi d'un azéotrope permet dans un mélange de solvants volatils de maintenir constante la concentration relative d'un sol- vant qui serait particulièrement critique pour différentes raisons. Par ailleurs, le mélange azéotropique est le plus fréquemment "à minimum" c'est-à-dire que la température d'ébullition de l'azéotrope est inférieure à celle des corps purs qui le constituent. Cette augmentation de la volatilité facilite le séchage de l'encre sur le papier. L'invention s'applique à la fabrication des liquides d'impres- sion, notamment destinée à l'impression par jet d'encre. Le tableau Il ci-dessous donne de façon nullement limitative deux exemples de tels liquides d'impression, contenant outre le mélange azéotrope divers composés dissous et/ou en suspension. Ces matériaux coopérant entre eux pour conférer au liquide d'impression les propriétés recherchées, notamment de viscosité, conductivité et tension superficielle. TABLEAU II Parties en poids Mélange Azéotropique A Gomme - laque décirée blanchie Bleu Victoria Chlorhydrate de diméthylamine Mélange Azéotropique B Gomme laque décirée blanchie Bleu Victoria Chlorhydrate de diméthylamine 87,8 8,5 1,2 2,5 81,2 ,5 1,3 3,0 Ethylène glycol 9,0 En se référant à la définition du mélange azéotropique donnée précédemment on admet qu'une variation relative inférieure à 5 % en poids n'est pas significative d'un changement de composition de l'azéotrope. Dans le mélange B la teneur en éthanol peut donc varier entre 48,5 et 53,5 %. La masse partielle (par rapport à la masse totale) des compo- sants du liquide d'impression autres que le mélange azéotropique est définie à 10 % prés sans que cela n'altère les propriétés recherchées, par exemple de viscosité ou de conductivité électrique. Dans l'exemple II la teneur en éthylène-glycol est donc sus- ceptible de varier entre 8 et 10 %. Dans une des applications les plus importantes d'un liquide d'impression conforme à l'invention ce liquide est une encre destinée à être utilisée dans les imprimantes à jet d'encre. Exemple I Exemple Il REVENDICATIONS 1. Liquide d'impression destiné aux procédés d'impression fai- sant appel à un recyclage partiel ou une récupération de l'encre et/ou à la régénération de celle-ci, caractérisé en ce que la partie volatile du liquide est constituée par un mélange azéotropique de solvants, ou ne s'en écartant pas de façon significative, soit environ de plus de 5 % en poids. 2. Liquide d'impression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange azéotropique est additionné d'un ou plusieurs liquides peu volatils dans les conditions normales de fonctionnement destinés à conférer au liquide des propriétés particulières. 3. Liquide d'impression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange azéotropique est additionné d'un ou plusieurs solvants peu volatils dans les conditions normales de fonction- nement. 4. Liquide d'impression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange azéotropique est constituée de deux ou plusieurs composés organiques pris parmi les alcools aliphatiques, les éthers et esters aliphatiques, les cétones aliphatiques, de masse molé- culaire inférieure à 150. 5. Liquide d'impression selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ou les solvants additionnels sont pris parmi les alcools aliphatiques, les polyacools aliphatiques, les acools ou polyalcools aliphatiques possédant également des fonctions éthers. 6. Liquide d'impression selon la revendication 1, caractérisé par une composition nominale en poids de 80 à 96 parties de mélange azéotropique éthanol/butanone contenant 37 à 41 % d'éthanol, 7 à 9 parties de gomme laque décirée blanchie, 1 à 1,5 partie de bleu Victoria et 2 à 3 parties de chlorhydrate de diméthylamine. 7. Liquide d'impression selon la revendication 1, caractérisé en ce quil contient en poids 73 à 89 parts de mélange azéotropique éthanol/acétate disopropyle contenant 49,5 à 53,5 % d'éthanol, 5 à 6 parts de gomme laque décirée blanchie, I à 1,5 part de bleu Victoria, 2,5 à 3,5 parts de chlorhydrate de diméthylamine et g à parts d'éthylène-glycoL 8. Liquide d'impression selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'il constitue une encre destinée à l'impression par jet d'encre.