DE3941662A1

DE3941662A1 - Schreibfluessigkeit

Info

Publication number: DE3941662A1
Application number: DE3941662A
Authority: DE
Inventors: Werner Schmickl; Roland Meichsner
Original assignee: JS Staedtler GmbH and Co KG
Current assignee: JS Staedtler GmbH and Co KG
Priority date: 1989-12-16
Filing date: 1989-12-16
Publication date: 1991-06-20
Also published as: DE3941662C2; US5066329A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schreibflüssigkeit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei wäßrigen Tuschen und Tinten tritt bekanntlich der Nachteil auf, daß an der Schreibspitze die Schreibflüssigkeit relativ rasch eintrocknet. Die Dauer bis zur Eintrocknung wird als Cap-Off-Time bezeichnet. Um die Eintrocknungszeit zu verlängern, ist es bekannt, der wäßrigen Schreibflüssigkeit Glykol zuzugeben. Um eine spürbare Verlängerung der Eintrocknungszeit zu erhalten, ist es erforderlich, relativ große Mengen von beispielsweise über 10% Glykol zuzugeben. Dies führt jedoch zu dem Nachteil, daß die wäßrige Schreibflüssigkeit insbesondere auf Normalpapier verläuft. Dieses Verlaufen der wäßrigen Schreibflüssigkeit ist insbesondere dort von Nachteil, wo feine Striche oder Punkte erzeugt werden sollen. Dies gilt beispielsweise für Tuschefüller mit geringen Strichbreiten von beispielsweise 0,25 mm und geringer.

Insbesondere tritt dieser Nachteil bei hoch auflösenden Ink-Jet-Druckern in Erscheinung, die eine Auflösung von mehr als 300 Dots per Inch aufweisen. Damit diese hohe Auflösung nicht durch verlaufende Tintenpunkte zunichte gemacht wird, ist es erforderlich, bei diesen Druckern eine Tinte mit möglichst geringem Glykolgehalt einzusetzen, was jedoch wiederum zu dem Nachteil des Austrocknens der Tinte an den Düsen der Druckerköpfe führt.

Gemäß der US-PS 48 22 417 ist es bekannt, die Cap-Off-Time bei Lösungsmitteltinten durch Zugabe von Decaglyzerinfettsäureester zu verlängern. Bei der dort angegebenen Formel steht für den jeweiligen Rest eine Acylgruppe oder ein Wasserstoffatom. Diese Tinte weist ein organisches Lösungsmittel auf, in welchem der Farbstoff, ein Harz sowie der vorerwähnte Ester gelöst sind. Beim Verdunsten des organischen Lösungsmittel an der Schreibspitze verhindert der Ester eine Bindung zwischen dem Farbstoff und dem Harz. Es entsteht ein schwacher Film, der in weiteres Verdunsten des Lösungsmittels verhindert und bei Wiederingebrauchnahme des Schreibgeräts leicht zerstört wird. Hierbei ist jedoch Voraussetzung, daß ein organisches Lösungsmittel in der Tinte enthalten ist, in welchem die anderen Bestandteile der Tinte gelöst sind.

Es besteht die Aufgabe, die wäßrige Schreibflüssigkeit so zusammenzusetzen, daß ihr Eintrocknen an den Schreibköpfen wesentlich verzögert wird.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Der Schreibflüssigkeit wird eine geringe Menge mindestens eines Ethers zugegeben, der aus einem Polyglykolrest und einem einfachen Alkoholrest besteht. Der Stockpunkt dieses Ether, d. h. die Temperatur, bei der der Ether gerade aufhört zu fließen, sollte über 30°C betragen. Dieser Ether soll in der wäßrigen Schreibflüssigkeit dispergierbar sein.

Der vorgenannte Ether kann dargestellt werden durch die nachfolgende Formel:

C_xH_2x+1-O-(CH₂-CH₂-O)_nH

Ether, bei denen x kleiner oder gleich 15 ist, liegt der Stockpunkt üblicherweise unter 30°C. Es sind deshalb Ether vorzuziehen, bei denen der Wert von x größer als 15 ist.

Ether, bei denen der Wert von n größer als 8 ist, sind in der wäßrigen Schreibflüssigkeit weitgehend löslich, so daß der Wert von n nicht größer als 8 sein soll.

Ether, bei denen n kleiner oder gleich 2 ist, sind in der wäßrigen Schreibflüssigkeit nur schwer dispergierbar.

Besonders geeignet erweisen sich Ether, bei denen der Wert von x größer oder gleich 16 und kleiner oder gleich 18 ist und bei denen der Wert von n größer oder gleich 4 und kleiner oder gleich 6 beträgt.

Besonders geeignete Ether sing: Cetylalkohol-n-Polyglykolether mit 5 oder 6 Glykolgruppen und Stearylalkohol-n-Polyglykolether mit 4 oder 5 Glykolgruppen.

Bevorzugt wird der Schreibflüssigkeit neben dem dispergierbaren Ether ein Dispergiermittel beigegeben. Außerdem kann die wäßrige Schreibflüssigkeit geringe Mengen an Glykol, insbesondere Diethylenglykol enthalten.

Die wäßrige Schreibflüssigkeit kann sowohl eine Tinte als auch eine Tusche sein.

Vergleichsversuche bei Tinten und Tuschen wurden mit den nachfolgend genannten Verbindungen durchgeführt:

Verbindung Nr. 1:
C₁₆H₃₃-O-(CH₂-CH₂-O)₆H
Cetylalkohol-6-Polyglykolether

Verbindung Nr. 2:
C₁₈H₃₇-O-(CH₂-CH₂-O)₅H
Stearylalkohol-5-Polyglykolether

Verbindung Nr. 3:
C₁₂H₂₃-O-(CH₂-CH₂-O)₄H
Laurylalkohol-4-Polyglykolether

Verbindung Nr. 4:
C₁₈H₃₇-O-(CH₂-CH₂-O)₄H
Stearylalkohol-4-Polyglykolether

Verbindung Nr. 5:
C₁₈H₃₇-O-(CH₂-CH₂-O)₈H
Stearylalkohol-4-Polyglykolether

Verbindung Nr. 6:
C₁₈H₃₇-O-(CH₂-CH₂-O)₂H
Stearylalkohol-4-Polyglykolether

Alle nachfolgenden Versuche wurden durchgeführt bei Raumtemperatur und einer relativen Luftfeuchte von 55 bis 60%.

Als erstes wurden Versuche mit Tinten für Ink-Jet-Drucker durchgeführt. Die Versuche wurden ausgeführt bei einem Desk-Jet-Drucker der Firma Hewlett Packard.

Die Vergleichsversuche mit den Tinten 1 und 2 ergab eine Cap-Off-Time von 20 Minuten. Mit der Verbindung Nr. 5 wurde eine Cap-Off-Time von einem Tag erzielt. Hervorragende Ergebnisse ergaben sich bei Verwendung der Verbindungen Nr. 1, 2 und 4.

Als nächstes wurden Tinten für Faserschreiber untersucht, wobei die verwendeten Faserschreiber direkt gefüllt waren, also keinen Faserspeicher für die Tinte aufwiesen. Hierbei wurden folgende Ergebnisse erzielt.

Die Ergebnisse bei den Tinten 1 und 2 zeigen, daß eine Verlängerung der Eintrocknungszeit von einer Stunde auf 7 Tage erzielt wurde. Bei den Tinten 3 und 4 ergab sich eine Verlängerung der Eintrocknungszeit von 4 Minuten auf 1 Stunde, während bei den Tinten 5 und 6 eine Verlängerung von einer Stunde auf 15 Stunden erzielt wurde. Die Versuche wurden so durchgeführt, daß die Faserschreiber in verschiedenen Zeitabständen angeschrieben wurden und der jeweilige Versuch beendet wurde, wenn keine Tinte mehr vom Faserschreiber abgegeben wurde.

Weitere Versuche wurden durchgeführt mit Tuschen unter Verwendung eines Tuschefüllers mit einer Linienbreite von 0,35 mm. In zeitlichen Abständen wurde der Tuschefüller angeschrieben, ohne ihn vorher zu schütteln. Weiterhin wurde der Tuschefüller in regelmäßigen Zeitabständen angeschrieben und zuvor fünfmal geschüttelt. Die Ergebnisse gibt die nachfolgende Tabelle wieder.

Ohne vorheriges Schütteln erhöhte sich die Cap-Off-Time von 15 Minuten auf 4 Stunden, mit Schütteln von 2 Stunden auf 8 Stunden.

Claims

1. Schreibflüssigkeit auf Wasserbasis mit mindestens einem die Eintrocknung der Schreibflüssigkeit an der Schreibspitze herabsetzenden Zusatz, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz aus einem einen Polyglykolrest und einen einfachen Alkoholrest aufweisenden Ether besteht, dessen Stockpunkt größer als 30 Grad Celsius ist und der in der wäßrigen Schreibflüssigkeit dispergiert ist.

2. Schreibflüssigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Zusatz nach der Formel C_xH_2x+1-O-(CH₂-CH₂-O)_nH der Wert von x größer als 15 und der Wert von n nicht größer als 8 ist.

3. Schreibflüssigkeit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert von x größer/gleich 16 und kleiner/gleich 18 und der Wert von n größer/gleich 4 und kleiner/gleich 6 ist.

4. Schreibflüssigkeit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz aus Cetylalkohol- n-Polyglykolether besteht, bei welchem n gleich 5 oder 6 ist.

5. Schreibflüssigkeit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz aus Stearylalkohol- n-Polyglykolether besteht, bei welchem n gleich 4 oder 5 ist.

6. Schreibflüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ihr ein Dispergiermittel beigefügt ist.

7. Schreibflüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich Glykol enthält.

8. Schreibflüssigkeit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Glykol Diethylenglykol verwendet wird.

9. Schreibflüssigkeit nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil des Glykols etwa 3% bis 5% bezogen auf deren Gesamtgewicht beträgt.

10. Schreibflüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil des Ethers etwa 0,1% bis 0,3% bezogen auf deren Gesamtgewicht beträgt.