DE69815571T2 - Netzmittel enthaltende Tintenstrahltinte - Google Patents
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Description
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Diese Erfindung betrifft eine wäßrige Tintenzusammensetzung und insbesondere wäßrige Tinten, die hergerichtet sind, um mittels Düsen auf ein Substrat aufgetragen zu werden, und die üblichererweise als Tintenstrahltinten bekannt sind.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Für eine Reihe von Endanwendungen, einschließlich das Erstellen von Ausdrucken über einzelne oder vernetzte Computer, bieten sich Tintenstrahldrucker als eine Möglichkeit für preiswerte und qualitativ hochwertige Ausdrucke an. Typischerweise verwendet der Druckkopf eines Tintenstrahldruckers ein Widerstandselement in einer Kammer, die mit einer Quelle für eine flüssige Tinte, zum Beispiel aus einem Speicher, wie z. B. einer Tintenpatrone, ausgestattet ist. Zur Bildung des Druckkopfes werden mehrere Widerstandselemente in einem erwünschten Muster auf einer Düsenplatte angeordnet, wobei jedes Widerstandselement mit einer Düse auf der Düsenplatte verbunden ist, mittels der Tintentropfen auf ein Drucksubstrat geschleudert werden.
- Während des Betriebs steuert ein Mikroprozessor die an jeden Widerstand ausgesandten Signale, wodurch ausgewählte Elemente zu geeigneten Zeiten erwärmt werden. Diese Erwärmung führt zur Bildung einer Tintenblase in der Kammer. Durch den Aufbau von Druck wird Tinte durch die Düse ausgestoßen. Durch Steuerung des Ausstoßes der Widerstände können durch die auf das Drucksubstrat auftreffenden Tintentropfen alphanumerische Schriftzeichen gebildet werden.
- Bekanntermaßen werden an Tintenstrahltinten hohe Leistungsanforderungen gestellt, einschließlich der erforderlichen langen Lagerfähigkeit, der Fähigkeit, nicht einzutrocknen oder die Düsen zu verstopfen, wenn sie sich im Druckkopf befindet, und dennoch auch der Fähigkeit, schnell zu trocknen, sobald sie auf Papier oder andere Substrate aufgedruckt worden ist. Mit der fortschrei tenden Entwicklung des Tintenstrahldrucks hin zur Erzielung höherer Auflösungen (d. h. mehr Tintentropfen pro Inch) und höherer Druckqualität, wurden die Leistungsanforderungen für die Tintenstrahltinten noch höher. Das heißt, der Tintenstrahldrucker muß in der Lage sein, eine geringere Tropfenmasse (d. h. Tropfen mit kleinerem Durchmesser) durch eine Düse mit kleinerem Durchmesser präzise und mit hoher Frequenz abzugeben. Demgemäß besteht im Stand der Technik ein Bedarf an Tintenstrahltinten, die in der Lage sind, bei hoher Auflösung und Geschwindigkeit eine hohe Druckqualität zu ergeben.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung deckt diesen Bedarf, indem sie eine Tintenzusammensetzung für den Tintenstrahldruck zur Verfügung stellt, die zu einer verringerten Tropfenfehlleitung und einem verringerten Ausfall von Düsen führt. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Tintenzusammensetzung zur Verfügung gestellt, und diese umfaßt wenigstens ein Farbmittel, ein Co-Lösungsmittel, das ein substituiertes oder unsubstituiertes Lactam, ein Amid oder Mischungen davon umfaßt, und ein Benetzungsmittel, das hydrophobe und hydrophile Segmente umfaßt. Vorzugsweise umfaßt das Lactam-Co-Lösungsmittel 2-Pyrrolidon. Das Benetzungsmittel ist ein Polyorganosiloxan mit der allgemeinen Formel wobei jedes R unabhängig eine C1-6-Alkylgruppe, eine Arylgruppe, vorzugsweise jedoch Methyl ist, Y A-(OCR2-CR2)m-(OCR2-CR2-CR2)n-Z ist und Z H, OH oder eine Alkoxygruppe, wie zum Beispiel OCH3, ist, m und y jeweils unabhängig ganze Zahlen ≥ 1 sind, n und x jeweils unabhängig eine ganze Zahl ≥ 0 sind und A ein verbrückender Rest ist, wie z. B. (CR2)n. Die Tinte liefert eine hohe Druckqualität bei hoher Auflösung und Geschwindigkeit.
- DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
- Die flüssige Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung liefert eine Tintenstrahldrucktinte, welche einen qualitativ hochwertigen Ausdruck ergibt, selbst wenn Tintentropfen mit verringerter Masse verwendet werden, die aus Düsen mit kleinem Durchmesser mit hohen Frequenzen ausgestoßen werden. Die Tintenzusammensetzung umfaßt als wichtige Komponenten ein Farbmittel, ein Co-Lösungsmittel und ein Benetzungsmittel. Die Bezeichnung Benetzungsmittel, so wie sie hier verwendet wird, bedeutet eine Verbindung mit hydrophoben und hydrophilen Segmenten und umfaßt Tenside, Gasblasendestabilisierungsmittel und Schaumverhinderungsmittel. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Tintenzusammensetzung auch ein Penetriermittel, und die Zusammensetzung ist auf Wasserbasis.
- Tintenstrahldrucker, die entwickelt wurden, um einen Ausdruck in hoher Auflösung zu ergeben, enthalten Druckköpfe, die Düsenplatten mit Düsen mit Durchmessern von weniger als etwa 40 μm, vorzugsweise weniger als etwa 35 μm und besonders bevorzugt weniger als etwa 30 μm, besitzen. Solche Düsen mit kleinem Durchmesser liefern Tintentröpfchen mit verringerter Masse im Bereich von etwa 15 bis etwa 25 Nanogramm pro Tröpfchen.
- Bei der Verwendung solcher Düsen mit kleinem Durchmesser und verringerter Tintentröpfchenmasse sind die Leistungsanforderungen für die verwendeten Tinten sehr hoch. Probleme, wie z. B. die Fehlleitung und der Ausfall von Düsen, können zum Teil aufgrund der niedrigeren kinetischen Energie der kleineren Tintentröpfchen auftreten. "Fehlleitung" bedeutet, daß sich die Tintentröpfchen nicht in ihrer vorgesehenen lotrechten Flugbahn aus den Düsen heraus bewegen. "Ausfall von Düsen" bedeutet, daß eine Düse nicht unter Aussendung eines Tintentröpfchens "ausstößt", wenn sie dies tun sollte, oder verstopft ist, so daß kein Tintentröpfchen ausgestoßen werden kann.
- Obwohl man nicht durch irgendeine spezielle Theorie gebunden sein will, könnten die Fehlleitung und der Ausfall von Düsen wenigstens zum Teil durch Unterschiede in der Oberflächenenergie einer Düsenplatte verursacht werden. Die ungleichmäßige Benetzung der Düsenplatte durch die Tinte kann das Verspritzen von Tinte um die Ränder einer oder mehrerer Düsen herum zur Folge haben. Die verspritzte Tinte beeinflußt die Flugbahn der Tintentröpfchen, welche aus den Düsen geschleudert werden, und führt zur Fehlleitung solcher Tröpfchen von ihrer vorgesehenen lotrechten Bahn. Bei Tintentropfen mit geringerer Bewegungsenergie (d. h. Tintentropfen mit entweder verringerter Masse oder verringerter Geschwindigkeit oder beidem) vergrößert sich das Problem der Fehlleitung. Darüber hinaus können, wenn während Perioden mit hoher Druckleistung die Tinte stark verspritzt wird, solche Tintenpfützen zum Ausfall von Düsen führen, indem sie verhindern, daß nachfolgende Tintentropfen aus dem Druckkopf ausgestoßen werden.
- Die Fehlleitung und der Ausfall von Düsen können wenigstens zum Teil auch durch Gasblasen in den einzelnen Ausstoßkammern des Druckkopfes verursacht werden. Wenn die Temperatur der Tinte während des Dauerausstoßes steigt, werden in der Tinte gelöste Gase freigesetzt. Da die Gase in der Tinte bei solchen höheren Temperaturen weniger löslich sind, können die resultierenden Gasblasen nachfolgende Ausstöße stören oder sogar vollständig blockieren.
- Die vorliegende Erfindung verwendet ein Polyorganosiloxan-Benetzungsmittel in der Tintenzusammensetzung, das sowohl dazu dient, der Tinte eine hohe Benetzbarkeit zu verleihen, als auch dazu dient, eine unerwünschte Tintenblasenbildung in den Ausstoßkammern im Druckkopf zu destabilisieren. Das heißt, das Benetzungsmittel dient zur Verringerung der Oberflächenspannung der Tinte, so daß eine einheitlichere Oberflächenenergie auf der Oberfläche der Düsenplatte erzielt wird. Es wurde beobachtet, daß diese Wirkung das Verspritzen von Tinte auf der Oberfläche der Düsenplatte minimiert. Zusätzlich dient das Benetzungsmittel sowohl zur Verringerung der Blasenbildung durch die Freisetzung gelöster Gase in der Tinte bei den hohen Temperaturen, denen die Tinte in den Ausstoßkammern ausgesetzt ist, als auch zur Destabilisierung jener Blasen, die sich bilden.
- Darüber hinaus wurde unerwarteterweise gefunden, daß die Verwendung des Benetzungsmittels in der Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung die Verringerung der Menge an in der Zusammensetzung verwendetem Penetriermittel ermöglicht, wenn ein Penetriermittel tatsächlich erwünscht ist. Somit kann weniger Penetriermittel verwendet und dennoch eine wünschenswerte Verhinderung des Ausblutens zwischen den Farben auf dem bedruckten Substrat erreicht werden, wobei für ein rasches Trocknen der Tinte gesorgt wird.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die flüssige Tintenformulierung die folgenden Komponenten:
- Die Tinte hat vorzugsweise eine statische Oberflächenspannung von < etwa 45·10–3 N/m (Dyn/cm2).
- FARBMITTEL
- Bei der vorliegenden Erfindung geeignete Farbmittel sind u. a. sowohl Pigmentdispersionen als auch Farbstoffe. Wie im Stand der Technik bekannt, ist eine Pigmentdispersion eine Mischung aus einem Pigment und einem Dispersionsmittel, typischerweise einer polymeren Dispersionsmittelverbindung. Pigmente, welche in der Praxis der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind u. a. im wesentlichen beliebige der bislang auf diesem Gebiet verwendeten Klassen von Pigmenten, einschließlich Azopigmente, polycyclischer Pigmente, basischer und sauerer Farblacke und organischer und anorganischer Pigmente.
- Farbstoffe, die üblicherweise in Tintenstrahltinten verwendet werden, wie zum Beispiel Säure-, Direkt-, Lebensmittel- und Reaktivfarbstoffe, eigenen sich alle zur Verwendung als Farbmittel bei der vorliegenden Erfindung. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, welche eine Cyan/Magenta/Gelb-Farbkombination für ein Mehrfarben-Tintenstrahlsystem verwendet, umfassen die Farbmittel Direct Blue 199 als die Cyan-Komponente, Lexmark 93A (Handelsbezeichnung) als die Magenta-Komponente (beschrieben von Beach et al., US-Patent Nr. 5 254 160) und Acid Yellow 23 als die Gelb-Komponente. Es können jedoch im wesentlichen sämtliche anderen Farbstoffe, welche die Bildung von farbigen sichtbaren Bildern auf einem Aufzeichnungsmedium ermöglichen, verwendet werden, einschließlich Anthrachinone, Mono- und Diazofarbstoffe, Phthalocyanine und Formazan-Kupfer-Komplexe. Spezielle Farbstoffe sind u. a. Food Black No. 2, Direct Black 168, Acid Blue 9, Acid Red 249, Reactive Black 31, Direct Black 154, Reactive Red 180 Direct Blue 86 und Direct Yellow 132.
- Die Farbmittelmenge in der Tintenzusammensetzung kann in Abhängigkeit von einer Reihe von Faktoren variiert werden, das Farbmittel liegt jedoch üblicherweise in einer Menge zwischen 1 und 10 Gew.-% und vorzugsweise 1 und 4 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte), einschließlich aller davon umfaßter Bereiche, vor.
- CO-LÖSUNGSMITTEL
- Der Rest der Tintenzusammensetzung dieser Erfindung unterliegt keiner Einschränkung. Daher kann die Tinte wäßrig oder nichtwäßrig sein. Zur Unterstützung des In-Lösung-Haltens des Farbmittels und zur Erhöhung der Tintenleistung liegt jedoch ein Lactam- oder Amid-Co-Lösungsmittel in der Tintenzusammensetzung vor.
- Substituierte oder unsubstituierte Lactame, die verwendet werden können, besitzen die allgemeine Formel: wobei R H, C1-6-Alkyl, Aryl oder Halogen ist und t eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist. Beispiele für geeignete substituierte oder unsubstituierte Lactame sind u. a. 2-Pyrrolidon, 1-Methyl-2-pyrrolidon und N-(2-Hydroxyethyl)-2-pyrrolidon. Natürlich können auch kompatible Gemische und Mischungen aus irgendwelchen der obigen Verbindungen verwendet werden. Co-Lösungsmittel üben auch die Funktion von Feuchthaltemitteln in der Zusammensetzung aus, um zu verhindern, daß die Tinte im Druckkopf austrocknet.
- Co-Lösungsmittel können auch 1·-, 2·- und 3·-Amide entweder alleine oder in einer Mischung mit irgendwelchen der oben genannten Co-Lösungsmitteln umfassen. Geeignete Amid-Co-Lösungsmittel sind u. a. diejenigen mit der allgemeinen Formel wobei R wie zuvor definiert ist und q eine ganze Zahl zwischen 0 und 6 ist.
- Zusätzlich zum Lactam- oder Amid-Co-Lösungsmittel können andere wasserlösliche organische Mittel als zweite Co-Lösungsmittel für das Farbmittel enthalten sein. Mehrwertige Alkohole eignen sich und umfassen Ethylenglycol, Propylenglycol, Butylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Hexylenglycol, 1,2,6-Hexantriol und Thiodiglycol. Andere geeignete zweite Co-Lösungsmittel für die Zusammensetzung sind u. a. Diole, Glycolester, Glycerin, Polyalkylglycole, wie z. B. Polyethylenglycol, und Niedrigalkylether mehrwertiger Alkohole. Noch weitere geeignete zweite Co-Lösungsmittel sind u. a. Alkohole, Ketone, wie z. B. Aceton, Ether, wie z. B. Tetrahydrofuran und Dioxan, Ester, wie z. B. Ethylacetat, Sulfolane und Lactone, wie z. B. y-Butyrolacton.
- Co-Lösungsmittel liegen typischerweise in einer Menge zwischen 5 und 30 Gew.-% und vorzugsweise zwischen 12 und 28 Gew.-% vor, einschließlich aller darin enthaltener Bereiche. Wie man erkennen wird, werden die Co-Lösungsmittelmengen teilweise von den anderen Komponenten der Tinte abhängen. Bevorzugte Co-Lösungsmittel zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung sind u. a. eine kompatible Mischung aus einem Lactam, wie z. B. 2-Pyrrolidon (2 bis 50% und vorzugsweise 4–15 Gew.-%), und Tetraethylenglycol (8–17 Gew.-%).
- Es wurde unerwarteterweise gefunden, daß die Co-Lösungsmittel und die oben beschriebenen Benetzungsmittel in Kombination bewirken, daß eine Tinte erhalten wird, die weniger fehlgeleitete Strahlen und ausgefallene Düsen besitzt.
- PENETRIERMITTEL
- Wenn Penetriermittel (die Tenside umfassen) zur Verwendung bei der Erfindung bevorzugt sind, werden sie zu den Tintenzusammensetzungen hinzugegeben, um die Penetrierung der Oberfläche des bedruckten Substrats durch die Tintentropfen zu verbessern und ein Ausbluten zwischen den Farben (d. h. ein laterales Ausbluten der Farbe) zu verringern oder zu eliminieren. Bevorzugte Penetriermittel zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung sind u. a. 1,2-Alkyldiole mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, wie z. B. diejenigen, die in dem gemeinsam übertragenen US-Patent Nr. 5 364 461 von Beach et al. gelehrt werden. Besonders bevorzugt sind 1,2-Hexandiol und 1,2-Pentandiol. Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegt das Penetriermittel in der Tintenzusammensetzung in einer Menge zwischen 3 und 6 Gew.-% vor.
- Überraschenderweise wurde gefunden, daß bei der Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung eine geringere Penetriermittelkonzentration verwendet werden kann und dennoch ein verringertes Ausbluten zwischen den Farben erzielt wird. Obwohl man nicht durch irgendeine spezielle Theorie gebunden sein will, wird angenommen, daß die oben beschriebenen Benetzungsmittel in synergistischer Kombination mit dem Penetriermittel eine verringerte Farbausblutung bei niedrigeren Penetriermittelkonzentrationen in der Tinte ergeben als wie sie sonst erforderlich sein würden.
- BENETZUNGSMITTEL
- Um die Tintentropfenfehlleitung und den Ausfall von Düsen zu verringern, umfaßt die Tinte der vorliegenden Erfindung auch ein Benetzungsmittel, das ein Polyorganosiloxan umfaßt. Speziell sind die Polyorganosiloxan-Mittel diejenigen polyalkylenoxidmodifizierten Polyorganosiloxancopolymere mit der allgemeinen Formel: wobei R Methyl ist, Y -(CH2)3-(OCH2-CH2)m-(OCH2-CH2-CH2)n-Z ist und Z H oder OCH3 ist, m und y ganze Zahlen ≥ 1 sind und n und x jeweils unabhängig eine ganze Zahl ≥ 0 sind. Diese Klasse von polyalkylenoxidmodifizierten Polyorganosiloxancopolymeren ist im Handel erhältlich, und eine besonders bevorzugte Zusammensetzung hat die Formel: wobei m eine ganze Zahl ≥ 1 ist. Das Benetzungsmittel liegt in der Tintenzusammensetzung in einer Menge von 0,1 bis 10,0 Gew.-% der Tintenzusammensetzung und vorzugsweise von 0,1 bis 1,0 Gew.-% vor, einschließlich aller davon umfaßter Bereiche.
- ANDERE OPTIONALE KOMPONENTEN
- Die Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann auch andere wünschenswerte Komponenten umfassen, die bislang in Tintenstrahldruck-Tintenzusammensetzungen enthalten waren, einschließlich Chelatoren, Biozide, Viskositätsmodifizier und Puffer. Chelatoren, wie z. B. Ethylendiamintetraacetat (EDTA), können zugegeben werden, um etwaige schädliche Auswirkungen von Metall- oder Alkalimetallionenverunreinigungen oder -fremdstoffen zu verhindern. Typischerweise kann ein Chelator in einer Menge von 0,1 bis 1,0 Gew.-% zu der Zusammensetzung hinzugegeben werden.
- Biozide, wie zum Beispiel 1,2-Benzisothiazolin-3-on, können zu der Tinte hinzugegeben werden, um das Wachstum von Mikroorganismen in der Tinte zu verhindern oder zu inhibieren. Im allgemeinen wird die Zugabe von 0,1 bis 0,3 Gew.-% eines Biozids wirksam sein.
- Puffermittel, wie z. B. Natriumborat, können ebenfalls hinzugegeben werden, um einen wünschenswerten pH-Wert für die Tinte beizubehalten. Wie man erkennen wird, wird die Puffermenge von den anderen Komponenten in der Tinte abhängen. Es wurde jedoch gefunden, daß die Zugabe kleiner Mengen Puffer zur Tinte, wie z. B. 0,25 bis 0,75 Gew.-%, nützlich ist.
- TINTENHERSTELLUNG
- Die Tinten der vorliegenden Erfindung können im wesentlichen durch ein beliebiges Verfahren zur Herstellung von Tinten auf Wasserbasis hergestellt werden. Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung einer beispielhaften Tinte ist folgendes: Die Tinte, der Chelator (EDTA) und entionisiertes Wasser werden unter Rühren etwa 20 Minuten lang vermischt. Anschließend werden die folgenden Komponenten der Reihe nach zugegeben, wobei etwa 15–20 Minuten lang nach der Zugabe einer jeden Komponente gerührt wird – Lactam-Co-Lösungsmittel, Tetraethylenglycol-Co-Lösungsmittel, 1,2-Hexandiol-Penetriermittel, Biozid, Natriumboratpuffer und polyalkylenoxidmodifiziertes Polyorganosiloxan. Sämtliche Mischschritte können bei Umgebungstemperatur durchgeführt werden.
- Sobald alle Komponenten zugegeben und gründlich vermischt worden sind, wird der pH-Wert der Tinte gemessen und auf einen pH-Wert von 7,2 eingestellt. Die Tintenzusammensetzung wird anschließend filtriert, um sämtliche festen oder teilchenförmigen Stoffe zu entfernen.
- Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die folgenden Beispiele Bezug genommen, welche die Erfindung veranschaulichen sollen, die jedoch nicht als Einschränkung ihres Umfangs gedacht sind.
- Vergleichsbeispiele 1, 2 und 3
- Drei Tintenformulierungen wurden hergestellt und enthielten die nachstehend aufgeführten Komponenten. Keine der Vergleichsbeispieltinten enthielt 2-Pyrrolidon oder ein polyoxyalkylenmodifiziertes Polyorganosiloxan.
- Beispiel 1
Komponente Gew.-% Direct Blue 199 2,25 EDTA 0,01 Tetraethylenglycol 20,0 1,2-Hexandiol 6,0 1,2-Benzisothiazolin-3-on 0,2 Natriumborat 0,5 Entionisiertes Wasser Rest - Beispiel 2
Komponente Gew.-% Magenta 93A 2,25 EDTA 0,01 Tetraethylenglycol 20,0 1,2-Hexandiol 6,5 1,2-Benzisothiazolin-3-on 0,2 Natriumborat 0,5 Entionisiertes Wasser Rest - Beispiel 3
Komponente Gew.-% Direct Yellow 132 2,00 EDTA 0,01 Tetraethylenglycol 20,0 1,2-Hexandiol 7,0 1,2-Benzisothiazolin-3-on 0,2 Natriumborat 0,5 Entionisiertes Wasser Rest - Beispiele 4, 5 und 6
- Drei Tintenformulierungen gemäß der vorliegenden Erfindung wurden hergestellt und enthielten die nachstehend aufgeführten Komponenten.
- Beispiel 4
Komponente Gew.-% Direct Blue 199 3,00 EDTA 0,01 2-Pyrrolidon 7,5 Tetraethylenglycol 12,5 1,2-Hexandiol 4,0 1,2-Benzisothiazolin-3-on 0,2 Natriumborat 0,2 Polyorganosiloxan 0,5 Entionisiertes Wasser Rest - Beispiel 5
Komponente Gew.-% Magenta 93A 3,00 EDTA 0,01 2-Pyrrolidon 7,5 Tetraethylenglycol 12,5 1,2-Hexandiol 4,0 1,2-Benzisothiazolin-3-on 0,2 Natriumborat 0,2 Polyorganosiloxan 0,5 Entionisiertes Wasser Rest - Beispiel 6
Komponente Gew.-% Acid Yellow 23 3,25 EDTA 0,01 2-Pyrrolidon 7,5 Tetraethylenglycol 12,5 1,2-Hexandiol 4,0 1,2-Benzisothiazolin-3-on 0,2 Natriumborat 0,2 Polyorganosiloxan 0,5 Entionisiertes Wasser Rest - Beispiel 7
- Die Vergleichsbeispieltinten und die Tinten der vorliegenden Erfindung wurden in einem hochauflösenden Dreifarben-Tintenstrahldrucker mit einem mehrere Düsen enthaltenden Druckkopf verwendet.
- Drei Tests wurden durchgeführt, wobei die Tinten der Vergleichsbsp. 1, 2 und 3 verwendet wurden, und die Ergebnisse der Tests wurden gemittelt. Zwei Tests wurden unter Verwendung der Tinten der vorliegenden Erfindung (nämlich Bsp. 4, 5 und 6) durchgeführt, und wieder wurden die Ergebnisse gemittelt. Die Tintentropfen, die aus den Druckkopfdüsen ausgestoßen wurden, wurden auf Fehlleitung und ausgefallene Düsen (z. B. verstopft oder kein Tropfen ausgestoßen) untersucht, wobei die folgenden Ergebnisse erzielt wurden.
- Wie man erkennen kann, erzeugte die Tinte der vorliegenden Erfindung in beiden Tests keine fehlgeleiteten oder ausgefallenen Düsen, wohingegen die Vergleichstintenzusammensetzungen eine beträchtliche Anzahl an fehlgeleiteten und ausgefallenen Düsen in jedem Test aufwiesen. Auch war die beobachtete Menge an Überflutung der Düsenplattenoberfläche bei der Tinte der vorliegenden Erfindung geringer, wodurch es möglich wird, diese Tinte bei einer höheren Frequenz zu betreiben (d. h. in schnellerer Abfolge auszustoßen) als wie bisherige Tinten.
- Obwohl bestimmte repräsentative Ausführungsformen und Details zum Zwecke der Veranschaulichung der Erfindung gezeigt worden sind, werden die Fachleute erkennen, daß verschiedene Änderungen bei den hier offenbarten Verfahren und Apparaturen durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.
Claims (18)
- Tintenzusammensetzung, umfassend wenigstens ein Farbmittel, ein Co-Lösungsmittel, das ein substituiertes oder unsubstituiertes Lactam, ein Amid oder Mischungen davon umfaßt, und ein Polyorganosiloxan-Benetzungsmittel mit der Struktur wobei jedes R unabhängig eine C1-6-Alkylgruppe oder eine Arylgruppe ist, Y A-(OCR2-CR2)m-(OCR2-CR2-CR2)n-Z ist und Z H, OH oder eine Alkoxygruppe ist, m und y jeweils unabhängig ganze Zahlen ≥ 1 sind, n und x jeweils unabhängig eine ganze Zahl ≥ 0 sind und A ein verbrückender Rest ist.
- Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 1, bei der das Lactam 2-Pyrrolidon ist.
- Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, die ein zweites Co-Lösungsmittel für das genannte Farbmittel enthält.
- Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 3, bei der das Co-Lösungsmittel aus 2 bis 50 Gew.-% eines Lactams und das zweite Co-Lösungsmittel aus 8–17 Gew.-% Tetraethylenglycol besteht.
- Tintenzusammensetzung gemäß irgendeinem vorhergehenden Anspruch, die ferner ein Penetriermittel enthält.
- Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 5, bei der das genannte Penetriermittel ein 1,2-Alkyldiol umfaßt, bei dem die Alkylgruppe 4 bis 10 Kohlenstoffatome besitzt.
- Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 5, bei der das Penetriermittel 1,2-Hexandiol ist.
- Tintenzusammensetzung gemäß irgendeinem vorhergehenden Anspruch, die ein Feuchthaltemittel enthält.
- Tintenzusammensetzung gemäß irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei der das genannte Farbmittel einen wasserlöslichen Farbstoff umfaßt und die genannte Tintenzusammensetzung ferner Wasser umfaßt.
- Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 1, umfassend wenigstens ein Farbmittel, das 1 bis 10 Gew.-% eines wasserlöslichen Farbstoffs umfaßt, ein Co-Lösungsmittel, das 4 bis 15 Gew.-% eines substituierten oder unsubstituierten Lactams umfaßt, ein Penetriermittel, das 3 bis 6 Gew.-% eines 1,2-Alkyldiols umfaßt, bei dem die Alkylgruppe 4 bis 10 Kohlenstoffe besitzt, und 0,1 bis 10 Gew.-% des genannten Polyorganosiloxan-Benetzungsmittels.
- Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 10, die ein zweites Co-Lösungsmittel enthält, das 8 bis 17 Gew.-% Tetraethylenglycol umfaßt.
- Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 10 oder 11, bei der das genannte Lactam 2-Pyrrolidon ist.
- Tintenzusammensetzung gemäß irgendeinem der Ansprüche 10 bis 12, bei der das genannte 1,2-Alkyldiol 1,2-Hexandiol ist.
- Verfahren zum Drucken einer flüssigen Tinte aus einer Reihe von Düsen auf ein Substrat, umfassend die Schritte: Bereitstellen einer Tintenzusammensetzung gemäß irgendeinem vorhergehenden Anspruch, Erzeugen einzelner Tintentropfen durch Erhitzen der genannten Tinte, um Tintenblasen zu bilden, und Ausstoßen der genannten Tintentropfen aus den genannten Düsen, wodurch eine Fehlleitung und der Ausfall von Düsen verringert werden.
- Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem die genannten Düsen einen Durchmesser von weniger als etwa 40 μm besitzen.
- Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem die genannten Düsen einen Durchmesser von weniger als etwa 30 μm besitzen.
- Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem die einzelnen Tintentropfen eine Masse zwischen 15 und 25 Nanogramm besitzen.
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