DE10221609A1

DE10221609A1 - Tinte für einen Tintenstrahldrucker

Info

Publication number: DE10221609A1
Application number: DE10221609A
Authority: DE
Inventors: Yi-Jing Leu; Yu-Chang Shen; In-Shan Sir; Chia-Hsin Chien
Original assignee: BenQ Corp
Current assignee: BenQ Corp
Priority date: 2001-05-21
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2003-01-16
Also published as: US20030005856A1

Abstract

Es ist festzustellen, daß eine Tinte offenbart wird, die mindestens Polyethylenglykol-Fettsäureester, Farbmittel, oberflächenaktive Stoffe und ein Befeuchtungsmittel enthält. Die Tinte der Erfindung verringert wirkungsvoll die Oberflächenspannung der Tinte und erhöht die Tintentrocknungsgeschwindigkeit. Die Wasserechtheit der Tinte der Erfindung wird ebenfalls aufgrund der höheren Haftkraft zwischen dem Tintentropfen und den Medien verbessert.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Tinte für einen Tintenstrahldrucker und insbesondere eine Tinte, die Polyethylenglykol-Fettsäureester enthält.

Die Tintenstrahldruck-Technologie wurde in den letzten Jahren weiterentwickelt und weist nunmehr die Vorteile niedriger Kosten und Geräuscharmut auf, und es können in einfacher Form Vollfarbabzüge zur Verfügung gestellt werden. Überdies kann ein mit hoher Qualität gedrucktes Bild nicht nur auf Spezialaufnahmemedien erzeugt werden, sondern auch auf preisgünstigem Normalpapier und Transparenzfolien.

Das Vermeiden eines Auslaufens im gedruckten Bild ist einer der wichtigsten Voraussetzungen der Tinte für den Tintenstrahldrucker. Tinten mit geringer Kohäsionskraft können mit Hilfe der Kapillarkraft des Papiers zum Auslaufen führen. Normalerweise wird daher ein oberflächenaktiver Stoff zugesetzt, um die Oberflächenspannung und die Viskosität der Tinte einzustellen und die Bildqualität sicherzustellen.

Ein Schwachpunkt der Tinte für Tintenstrahldrucker besteht darin, daß gedruckte Tinte langsam trocknet, da die für das Tintenstrahlschreiben verwendete Tinte normalerweise auf Wasser basiert. Eine Verbesserung der Penetration der Tinte kann in einer Schnelltrocknung der Tinte resultieren. Der Zusatz eines Agens mit hoher Flüchtigkeit ist ein alternativer Weg. Mit hochflüchtigen Agenzien versetzte Tinte kann jedoch eine Kruste über der Spitze einer Tintenstrahldüse bilden, was den Drucker vom Weiterarbeiten abhält.

Ein Farbstoff und ein Pigment sind geläufige Farbmittel. Tintenzusammensetzungen, die einen Farbstoff als Farbmittel verwenden, sind so gestaltet, daß sie innerhalb einer Sekunde trocknen. Andererseits braucht eine Tintenzusammensetzung, die ein Pigment als Farbmittel verwendet, normalerweise mehr Zeit, um zu trocknen, da die Teilchen der Pigmente größer sind.

Tintenzusammensetzungen, die einen Farbstoff als Farbmittel verwenden, liefern eine höhere Leuchtkraft, aber geringe Lichtbeständigkeit. Farbstofftinte weist eine bessere Wasserlöslichkeit, aber geringere Wasserfestigkeit auf. Dies, weil sich der Farbstoff wieder im Wasser auflöst, wenn ein gedrucktes Bild, das eine Farbstofftinte verwendet, mit Wasser in Kontakt kommt. Oft wird eine organische Verbindung oder ein Harz zugesetzt, um den Schwachpunkt durch Verbesserung der Haftkraft zu dem Farbmittel und den Medien zu überwinden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Tinte für Tintenstrahldrucker vorzusehen, die eine geringe Oberflächenspannung, einen höheren Trocknungsgrad sowie eine höhere Haftkraft zwischen den Tintentropfen und den Medien aufweist, um die Wasserechtheit des gedruckten Bildes zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Anspruches 1 gelöst, die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen zum Inhalt.

Die Erfindung löst die oben genannten Aufgaben durch die Zuverfügungstellung einer Zusammensetzung einer Tinte für Tintenstrahldrucker, die folgende Komponenten aufweist:
Polyethylenglykol-Fettsäureester, ein Pigment und ein Lösungsmittel. Der Polyethylenglykol-Fettsäureester ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylenglykolmonooleat (PEGMO), Polyethylenglykoldioleat (PEGDO), Polyethylenglykol-monostearat (PEGMS), Polyethylenglykoldistearat (PEGDS), Polyethylenglykolmonolaurat (PEGML), Polyethylenglykoldilaurat (PEGDL), Polyethylenglykolmonotallat (PEGMT), und Polyethylenglykolditallat (PEGDT). Die Menge des Polyethylenglykol-Fettsäureesters beträgt ungefähr 0,01 Gew.-% bis ungefähr 15 Gew.-%, und das Molekulargewicht des Polyethylenglykols des Polyethylenglykol-Fettsäureesters beträgt weniger als 1500. Das Pigment ist ein Dispersionspigment, die Teilchengröße des Dispersionspigments liegt im Bereich zwischen 0,001 µm und 1,9 µm und die Menge des Dispersionspigments liegt zwischen 1,0 Gew.-% und 5,0 Gew.-%. Das Lösungsmittel der Tinte ist ein wässriges Lösungsmittel, wie bspw. Wasser, und dessen Menge liegt im Bereich zwischen 70,0 Gew.-% und 90,0 Gew.-%. Die Tintenstrahltinte kann weiterhin ein wässriges organisches Lösungsmittel, ein anorganisches Salz, einen oberflächenaktiven Stoff, ein Befeuchtungsmittel, das eine wasserlösliche organische Verbindung mit niedriger Flüchtigkeit darstellt, wie bspw. Ethylenglykol, Polyethylenglykol oder Glyzerin, ein Biozid, einen Puffer und andere Zusätze enthalten.

Diese Anmeldung schließt die Taiwanesische Anmeldung mit der Anmeldenummer 90112164, eingereicht am 21. Mai 2001, durch Bezugnahme ein.

Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten aber nicht einschränkenden Ausführungsformen deutlich.

Tinte für Tintenstrahldrucker gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst zumindest:
Polyethylenglykol-Fettsäureester und Farbmittel, die alle in einem wässrigen Lösungsmittel gelöst sind. Vorzugsweise werden der erfindungsgemäßen Tinte ein oberflächenaktiver Stoff, ein Befeuchtungsmittel oder ein Biozid zugegeben.

Der der Tinte zugegebene Polyethylenglykol-Fettsäureester liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 0,01 Gew.-% und 15,0 Gew.-%. Der Polyethylenglykol-Fettsäureester kann jeder beliebige oder jede Kombination der folgenden sein:
Polyethylenglykolmonooleat (PEGMO), Polyethylenglykoldioleat (PEGDO), Polyethylenglykol-monostearat (PEGMS), Polyethylenglykoldistearat (PEGDS), Polyethylenglykolmonolaurat (PEGML), Polyethylenglykoldilaurat (PEGDL), Polyethylenglykolmonotallat (PEGMT), und Polyethylenglykolditallat (PEGDT). Das Molekulargewicht des Polyethylenglykols (PEG) beträgt vorzugsweise weniger als 1500. PEG400DO, PEGDO mit PEG, das ein Molekulargewicht von 400 hat, ist ein Beispiel eines bevorzugten Polyethylenglykol-Fettsäureesters.

Der Polyethylenglykol-Fettsäureester verringert wirkungsvoll die Oberflächenspannung der Tinte, die Pigmente als Farbmittel verwendet, so daß die Tinte schnell trocknen kann. Des weiteren verbessert der Polyethylenglykol- Fettsäureester die Haftung der Pigmente zu den Medien und stellt eine bessere Wasserechtheit und Kratzerbeständigkeit zur Verfügung.

Dispergierpigmente mit kleinen Teilchen mit Größen zwischen ungefähr 0,001 µm und 1,0 µm sind bevorzugt. Die Menge der Pigmente kann zwischen ungefähr 1,0 Gew.-% und 10 Gew.-%, und bevorzugt zwischen 1,0 Gew.-% und 5,0 Gew.-% liegen. Pigmente verbessern die Wasserechtheit und Lichtechtheit der Tinte, es ist jedoch besser, wenn sie zusammen mit einem Dispergiermittel und einem Haftmittel zugesetzt werden, um Ablagerungen und die daraus folgende Verstopfung der Düse zu verhindern.

Das wässrige Lösungsmittel der Tinte gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann Wasser in einer Menge von 50,0 Gew.-% bis ungefähr 95,0 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von 70,0 Gew.-% bis ungefähr 90,0 Gew.-% sein. Zusätzlich kann auch ein anderes Lösungsmittel wie ein organisches Lösungsmittel und ein anorganisches Salz zugegeben werden, um die Penetration und Dispergierung der Tinte zu verbessern.

Ein oder mehr als ein oberflächenaktiver Stoff kann zugegeben werden, um die Viskosität für geschmeidige Tintenzuführung und Tintenstrahl einzustellen und die Oberflächenspannung der Tinte einzustellen, um ein Auslaufen zu verhindern. Des weiteren verbessern oberflächenaktive Stoffe auch die Penetration und Dispergierung der Tinte. Die der Tinte der Erfindung zugefügten oberflächenaktiven Stoffe können anionische, nichtionische, kationische oder amphotere oberflächenaktive Stoffe sein. Die Gesamtmenge des oberflächenaktiven Stoffs beträgt weniger als 15,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 Gew.-% bis ungefähr 10,0 Gew.-%.

Um eine Verklumpung der Düse zu vermeiden können Befeuchtungsmittel zugegeben werden, weil Befeuchtungsmittel die Geschwindigkeit der Verdunstung der Tinte herabsetzen. Befeuchtungsmittel können wasserlösliche organische Komponenten mit niedriger Flüchtigkeit, wie bspw. Ethylenglykol, Polyethylenglykol und Glyzerin sein. Deren bevorzugte Menge ist geringer als 10 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich zwischen 0,1 Gew.-% bis 100 Gew.-%.

Ein Biozid ist einer der bevorzugten Zusätze. Ein Biozid hemmt das Bakterienwachstum. Ein anderer bevorzugter Zusatz ist ein Puffer. Ein Puffer hält die Tinte in einem Bereich eines geeigneten pH-Werts, um ideale Farben auszudrücken.

Es ist den Fachleuten wohl bekannt, dass andere Zusätze, die die Lichtechtheit oder die Lagerstabilität verbessern, der erfindungsgemäßen Tinte ebenfalls zugesetzt werden können.

Die Zusammensetzungen der erfindungsgemäßen Tinte werden als Beispiele genommen und wie folgt aufgelistet.

Beispiel 1

Die erfindungsgemäße Tinte umfasst mindestens folgendes:

Dispersionspigmente	7,0 Gew.-%
nichtionische oberflächenaktive Stoffe	9,0 Gew.-%
Befeuchtungsmittel	7,5 Gew.-%
wasserlösliches organisches Lösungsmittel	4,0 Gew.-%
Polyethylenglykol-Fettsäureester	6,5 Gew.-%
Biozid	0,5%
Deionisiertes Wasser	als Ausgleich

Der Polyethylenglykol-Fettsäureester kann irgendeiner oder jede Kombination der folgenden sein: PEGMO . PEGDO . PEGMS . PEGDS . PEGMT . PEGDT . PEGML und PEGDL. Das Molekulargewicht des Polyethylengylykols ist vorzugsweise kleiner als 1500. In Tabelle I sind verschiedene Zusammensetzungen von Tintenstrahltinten der Erfindung gezeigt. Die Tintenstrahltinte 1 ist eine Kontrollzusammensetzung. Der Kontrollzusammensetzung ist kein Polyethylenglykol-Fettsäureester zugesetzt.
Der Tintentrocknungstest wird durchgeführt durch Auflegen eines leeren Blattes Normalpapier auf ein gedrucktes Bild unmittelbar nach dem Druck, um die Tinte zu absorbieren. Je mehr Tinte auf das leere Testpapier übertragen wird, desto langsamer ist die Trocknungsgeschwindigkeit der Tinte. Die Ergebnisse werden qualitativ getrennt nach ausgezeichnet, gut, akzeptabel und minderwertig.
Die Wasserechtheit der Tinte wird getestet durch Aufsprühen einer bestimmten Wassermenge auf ein gedrucktes Bild unmittelbar nach dem Druck. Nach einem bestimmten Zeitabschnitt wird der Grad des Auslaufens festgestellt. Die Ergebnisse werden qualitativ getrennt nach ausgezeichnet, gut, akzeptabel und minderwertig. Tabelle 1
Es ist daher offensichtlich, daß die Tinte mit einem oder mehreren Polyethylenglykol-Fettsäureestern die Oberflächenspannung der Tinte wirkungsvoll verringert und die Tintentrocknungsgeschwindigkeit erhöht. Die Wasserechtheit der Tinte der Erfindung wird ebenfalls aufgrund der höheren Haftkraft zwischen dem Tintentropfen und den Medien verbessert.
Obwohl die Erfindung anhand von Beispielen und bzgl. einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, ist klar, daß die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Im Gegenteil ist beabsichtigt, verschiedene Modifikationen und ähnliche Anordnungen und Verfahren abzudecken, und dem Umfang der angehängten Ansprüche soll die breiteste Auslegung gewährt werden, um alle diese Modifikationen und ähnlichen Anordnungen und Verfahren zu umfassen.
Zusammenfassend ist somit festzustellen, daß eine Tinte offenbart wird, die mindestens Polyethylenglykol- Fettsäureester, Farbmittel, oberflächenaktive Stoffe und ein Befeuchtungsmittel enthält. Die Tinte der Erfindung verringert wirkungsvoll die Oberflächenspannung der Tinte und erhöht die Tintentrocknungsgeschwindigkeit. Die Wasserechtheit der Tinte der Erfindung wird ebenfalls aufgrund der höheren Haftkraft zwischen dem Tintentropfen und den Medien verbessert.

Claims

1. Tinte für einen Tintenstrahldrucker, umfassend:
Polyethylenglykol-Fettsäureester;
einem Pigment; und
einem Lösungsmittel.

2. Tinte nach Anspruch 1, wobei der Polyethylenglykol- Fettsäureester ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyethylenglykolmonooleat (PEGMO), Polyethylenglykoldioleat (PEGDO), Polyethylenglykolmonostearat (PEGMS), Polyethylenglykoldistearat (PEGDS), Polyethylenglykolmonolaurat (PEGML), Polyethylenglykoldilaurat (PEGDL), Polyethylenglykolmonotallat (PEGMT), und Polyethylenglykolditallat (PEGDT).

3. Tinte nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Menge des Polyethylenglykol-Fettsäureesters ungefähr 0,01 Gew.-% bis ungefähr 15,0 Gew.-% beträgt.

4. Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Molekulargewicht des Polyethylenglykols des Polyethylenglykol-Fettsäureesters weniger als 1500 beträgt.

5. Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Pigment ein Dispersionspigment ist.

6. Tinte nach Anspruch 5, wobei die Teilchengröße des Dispersionspigments im Bereich zwischen 0,001 µm und 1,0 µm liegt.

7. Tinte nach Anspruch 5, wobei die Menge des Dispergierpigments im Bereich zwischen 1,0 Gew.-% und 10,0 Gew.-% liegt.

8. Tinte nach Anspruch 7, wobei die Menge des Dispersionspigments im Bereich zwischen 1,0 Gew.-% und 5,0 Gew.-% liegt.

9. Tinte nach Anspruch 5, weiterhin enthaltend ein Dispergiermittel und ein Haftmittel.

10. Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Lösungsmittel ein wässriges Lösungsmittel ist.

11. Tinte nach Anspruch 10, wobei das wässrige Lösungsmittel Wasser ist.

12. Tinte nach Anspruch 10, wobei die Menge des wässrigen Lösungsmittels im Bereich zwischen 50,0 Gew.-% und 95,0 Gew.-% liegt.

13. Tinte nach Anspruch 12, wobei die Menge des wässrigen Lösungsmittels im Bereich zwischen 70,0 Gew.-% und 90,0 Gew.-% liegt.

14. Tinte nach Anspruch 10, weiterhin enthaltend ein wässriges organisches Lösungsmittel und ein anorganisches Salz.

15. Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit einem oberflächenaktiven Stoff.

16. Tinte nach Anspruch 15, wobei die Menge des oberflächenaktiven Stoffs im Bereich zwischen ungefähr 0,1 Gew.-% und 10,0 Gew.-% liegt.

17. Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit einem Befeuchtungsmittel.

18. Tinte nach Anspruch 17, wobei das Feuchthaltemittel eine wasserlösliches organische Verbindung mit niedriger Flüchtigkeit ist.

19. Tinte nach Anspruch 17, wobei die wasserlösliche organische Verbindung mit niedriger Flüchtigkeit Ethylenglykol ist.

20. Tinte nach Anspruch 18, wobei die wasserlösliche Verbindung mit niedriger Flüchtigkeit Polyethylenglykol ist.

21. Tinte nach Anspruch 18, wobei die wasserlösliche organische Verbindung mit niedriger Flüchtigkeit Glyzerin ist.

22. Tinte nach Anspruch 17, wobei die Menge des Befeuchtungsmittels im Bereich zwischen ungefähr 0,1 Gew.-% und 10,0 Gew.-% liegt.

23. Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 22, mit einem Biozid.

24. Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 23, mit einem Puffer.

25. Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 24, mit Zusätzen, die die Lichtechtheit oder die Lagerstabilität verbessern.