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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Tintenstrahltintenverfahren.
Spezieller ausgedrückt
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf pigmentbasierte Tintenstrahltinten,
die eine verbesserte Frequenzantwort aufweisen, wenn dieselben aus
einer Tintenstrahlarchitektur gestrahlt werden.
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Hintergrund der Erfindung
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Es
gibt mehrere Gründe
dafür,
dass Tintenstrahldrucken zu einer beliebten Weise eines Aufzeichnens von
Bildern auf verschiedene Medienoberflächen, insbesondere Papier,
geworden ist. Einige dieser Gründe umfassen
ein niedriges Druckerrauschen, eine Fähigkeit zur Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung
und eine Mehrfarbenaufzeichnung. Zusätzlich können diese Vorteile zu einem
relativ niedrigen Preis für
Verbraucher erhalten werden. Obwohl es bei dem Tintenstrahldrucken
eine große
Verbesserung gegeben hat, wird diese Verbesserung in diesem Bereich
durch erhöhte
Anforderungen durch Verbraucher begleitet, z. B. höhere Geschwindigkeiten,
höhere
Auflösung,
Vollfarbenbildbildung, erhöhte
Stabilität
usw. Als neue Tintenstrahltinten entwickelt worden sind, hat es
mehrere traditionelle Charakteristika gegeben, die bei einem Bewerten
der Tinte in Verbindung mit einer Druckoberfläche oder einem Substrat zu
berücksichtigen
waren. Derartige Charakteristika umfassen eine Kantenschärfe und
eine optische Dichte des Bildes auf der Oberfläche, Steuern eines schwarzen
bis farbigen Verlaufens der Farben, Trockenzeit der Tinte auf dem
Substrat, Haftung an dem Substrat, Fehlen einer Abweichung bei einer
Tintentröpfchenplatzierung,
Vorhandensein aller Punkte, Widerstandsfähigkeit der Tinte nach dem
Trocknen gegenüber Wasser
und anderen Lösungsmitteln,
langfristige Speicherungsstabilität und langfristige Zuverlässigkeit
ohne eine Korrosion oder ein Düsenverstopfen.
Obwohl die obige Liste von Charakteristika ein würdiges Ziel zum Erreichen liefert,
gibt es Schwierigkeiten, die mit einem Erfüllen all der obigen Charakteristika
verbunden sind. Oft kann die Aufnahme einer Tintenkomponente, die
einem der obigen Charakteristika genügen soll, verhindern, dass
ein anderes Charakteristikum erfüllt
wird. Somit stellen die meisten kommerziellen Tinten zur Verwendung
bei Tintenstrahldruckern einen Kompromiss in einem Versuch dar,
zumindest eine angemessene Antwort bei einem Erfüllen aller der oben aufgelisteten Anforderungen
zu erreichen.
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Ein
Charakteristikum von Tintenstrahldrucksystemen, das zu erreichen
wünschenswert
ist, bezieht sich auf eine Frequenzantwort der Tintenstrahltinte,
die oft proportional zu einem Tintendurchsatz ist. Bezüglich dieses
Aspekts ist ein Erhalten einer erhöhten Druckgeschwindigkeit,
während
eine annehmbare Druckqualität
aufrechterhalten wird, eine konstante Herausforderung in der Tintenstrahldruckindustrie.
Folglich beziehen sich Untersuchungen weiterhin auf ein Entwickeln
von Tintenrezeptierungen, die mit hohen Frequenzen genau gedruckt
werden können.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist erkannt worden, dass es vorteilhaft wäre, pigmentbasierte Tintenzusammensetzungen
zu entwickeln, die eine verbesserte Frequenzantwort aufweisen. Bei
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum
schnellen Drucken eines schwarzen Tintenstrahlbildes ein Tintenstrahlen
einer schwarzen Tintenstrahltinte auf ein Mediensubstrat mit einer
Abfeuerungsfrequenz von 15 kHz bis 25 kHz auf. Die schwarze Tintenstrahltinte
umfasst ein flüssiges
Trägermittel,
das Wasser und 15 bis 30 Gewichtsprozent organisches Lösungsmittel
umfasst, wobei 3 Gewichtsprozent bis 10 Gewichtsprozent des organischen
Lösungsmittels 3-Methyl-1,3,5-Pentantriol
sind. Das mit einem Dispergiermittel funktionalisierte schwarze
Kohlenstoffpigment liegt in der Tinte mit 1 Gewichtsprozent bis
6 Gewichtsprozent vor.
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Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel
kann eine bei dem Verfahren verwendete Tintenstrahltintenzusammensetzung
ein flüssiges
Trägermittel,
ein mit einem Dispergiermittel funktionalisiertes schwarzes Kohlenstoffpigment
und ein Ammoniumsalz aufweisen. Das flüssige Trägermittel kann 15 Gewichtsprozent
bis 30 Gewichtsprozent organisches Lösungsmittel aufweisen, wobei
3 Gewichtsprozent bis 10 Gewichtsprozent des organischen Lösungsmittels
ein 3-Methyl-1,3,5-Pentantriol
sind. 1 Gewichtsprozent bis 6 Gewichtsprozent des mit einem Dispergiermittel
funktionalisierten schwarzen Kohlenstoffpigments und 0,1 Gewichtsprozent
bis 4 Gewichtsprozent eines Ammoniumsalzes können jeweils ebenfalls in der
Zusammensetzung vorliegen.
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Zusätzliche
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der detaillierten
Beschreibung ersichtlich, die beispielhaft Merkmale der Erfindung
darstellt.
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Detaillierte Beschreibung des bevorzugten
Ausführungsbeispiels
(der bevorzugten Ausführungsbeispiele)
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Bevor
bestimmte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung offenbart und beschrieben werden, sei
darauf hingewiesen, dass diese Erfindung nicht auf den bestimmten
Prozess und die Materialien beschränkt ist, die hierin offenbart
sind, da dieselben bis zu einem gewissen Grad variieren können. Es
sei auch darauf hingewiesen, dass die hierin verwendete Terminologie
lediglich für
den Zweck eines Beschreibens von bestimmten Ausführungsbeispielen verwendet
wird und nicht einschränkend
sein soll, da der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung lediglich
durch die beigefügten
Ansprüche
und Äquivalente
derselben definiert wird.
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Bei
dem Beschreiben und Beanspruchen der vorliegenden Erfindung wird
die folgende Terminologie verwendet.
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Die
Singularformen „ein/e/s" und „der/die/das" umfassen mehrere
Referenten, wenn der Kontext nicht eindeutig etwas anderes auferlegt.
Somit umfasst z. B. eine Bezugnahme auf „ein Pigment" eine Bezugnahme auf
eines oder mehrere derartige Materialien.
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Wie
hierin verwendet, ist „flüssiges Trägermittel" definiert, um flüssige Zusammensetzungen
zu umfassen, die verwendet werden können, um Farbmittel, einschließlich von
Pigmenten, zu einem Substrat zu tragen. Flüssige Trägermittel sind auf dem Gebiet
sehr bekannt und gemäß Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann eine breite Vielfalt von Tintenträgermitteln
verwendet werden. Derartige Tintenträgermittel können eine Mischung aus einer
Vielfalt von unterschiedlichen Mitteln umfassen, einschließlich, aber
nicht beschränkt
darauf, oberflächenaktiver
Mittel, Lösungsmittel,
Partnerlösungsmittel,
Puffer, Bioziden, Mittel zur Veränderung
der Viskosität,
Sequestriermittel, Stabilisierungsmittel und Wasser. Obwohl dasselbe
kein Teil des flüssigen
Trägermittels
per se ist, kann das flüssige
Trägermittel
bei dem System und den Verfahrensausführungsbeispielen feste Zusatzstoffe
wie z. B. Polymere, UV-härtbare
Materialien, Weichmacher, Salze usw. tragen.
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Wie
hierin verwendet bezieht sich „Pigment" auf ein Farbmittelpartikel,
das in dem flüssigen
Trägermittel,
in dem dasselbe verwendet wird, typischerweise im Wesentlichen unlöslich ist.
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„Selbstdispergiertes
Pigment", „mit einem
Dispergiermittel funktionalisiertes Pigment" oder eine Ableitung derselben bezieht
sich auf Pigmente, die mit einem Dispergiermittel funktionalisiert
worden sind, wie z. B. durch eine chemische Anlagerung des Dispergiermittels
an die Oberfläche
des Pigments. Das Dispergiermittel kann an derartige Pigmente angelagert
werden, um die Außenschale
des Pigments mit einer Ladung abzuschließen, wodurch eine abstoßende Beschaffenheit
geschaffen wird, die eine Agglomeration von Pigmentpartikeln in
dem flüssigen
Trägermittel
reduziert.
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„Frequenzantwort" bezieht sich auf
die Leistung der Tintenstrahltinte und der Tintenstrahlarchitektur, die
in Kombination verwendet werden, bezüglich der Tintenstrahltintenabfeuerungsgeschwindigkeit,
d. h. pro Zeiteinheit abgefeuerte Punkte. Im Allgemeinen tendiert
eine höhere
Düsenabfeuerungsfrequenz
dazu, in einer schlechteren Druckleistung zu resultieren. Dies kann
in fehlgeleiteten Tintentropfen und anderen unerwünschten
Charakteristika resultieren. Nach den gegenwärtigen Standards werden Abfeuerungsfrequenzen über ungefähr 12 kHz
als schnelle Druckfrequenzen betrachtet.
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Konzentrationen,
Mengen und andere numerischen Daten können hierin in einem Bereichsformat
vorgelegt sein. Es sei darauf hingewiesen, dass ein derartiges Bereichsformat
lediglich zur Zweckmäßigkeit
und Kürze
verwendet wird und flexibel interpretiert werden sollte, um nicht
lediglich die numerischen Werte, die explizit als die Grenzen des
Bereichs angeführt
sind, zu umfassen, sondern um all die individuellen numerischen Werte
oder Teilbereiche zu umfassen, die in diesem Bereich enthalten sind,
als ob jeder numerische Wert und Teilbereich explizit genannt wäre. Zum
Beispiel sollte ein Gewichtsbereich von ungefähr 1 Gewichtsprozent bis ungefähr 20 Gewichtsprozent
so interpretiert werden, dass derselbe nicht lediglich die explizit
angeführten Konzentrationsgrenzen
von 1 Gewichtsprozent bis ungefähr
20 Gewichtsprozent umfasst, sondern auch individuelle Konzentrationen
wie z. B. 2 Gewichtsprozent, 3 Gewichtsprozent, 4 Gewichtsprozent
und Teilbereiche wie z. B. 5 Gewichtsprozent bis 15 Gewichtsprozent,
10 Gewichtsprozent bis 20 Gewichtsprozent usw. umfasst.
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Wie
hierin verwendet, bezieht sich „Verlaufen" auf die Tendenz von Tinte, in benachbart
gedruckte Tinten zu laufen und sich mit denselben zu vermischen. „Federbildung" bezieht sich auf
die Tendenz von Tinte, sich unerwünschterweise in unbedruckte
Flächen
des Mediensubstrats zu verteilen. Verlaufen und Federbildung treten
typischerweise auf, bevor die gedruckten Tinten vollständig auf
einem Substrat trocknen. Der Grad eines Verlaufens hängt von
einer Vielfalt von Faktoren ab, wie z. B., unter anderen Variablen,
der Trocknungsgeschwindigkeit der Tinte, der Agglomeration des Farbmittels,
der Tintenchemie im Allgemeinen.
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„Kantenschärfe" bezieht sich auf
die scharfe Konturiertheit eines gedruckten Bildes entlang der Umrandung
des Bildes.
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Die
Bezeichnung „ungefähr", wenn sich dieselbe
auf einen numerischen Wert oder Bereich bezieht, soll die Werte
umfassen, die aus einem experimentellen Fehler resultieren, der
bei einem Vornehmen von Messungen auftreten kann.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zum schnellen Drucken eines schwarzen
Tintenstrahlbildes vorgesehen, das ein Tintenstrahlen einer schwarzen
Tintenstrahltinte auf ein Mediensubstrat mit einer Abfeuerungsfrequenz
von 15 kHz bis 25 kHz aufweist. Die schwarze Tintenstrahltinte umfasst
ein flüssiges
Trägermittel,
das 15 Gewichtsprozent bis 30 Gewichtsprozent organisches Lösungsmittel
aufweist, wobei 3 Gewichtsprozent bis 10 Gewichtsprozent des organischen
Lösungsmittels
3-Methyl-1,3,5-Pentantriol sind. Die Zusammensetzung weist 1 Gewichtsprozent
bis 6 Gewichtsprozent eines mit einem Dispergiermittel funktionalisierten
schwarzen Kohlenstoffpigments und optional 0,1 Gewichtsprozent bis
4 Gewichtsprozent eines Ammoniumsalzes auf.
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Selbstdispergiertes schwarzes
Pigment
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Das
selbstdispergierte schwarze Pigment kann ein Kohlenstoffpigment
sein, das mit einem Dispergiermittel funktionalisiert ist. Das Dispergiermittel
ist üblicherweise
in einer Vorläuferform
vorbereitet und der Vorläufer
wird dann an das Pigment angelagert, um die Oberfläche des
Pigments chemisch zu modifizieren. Bei einem Ausführungsbeispiel
kann das Dispergiermittel an das Kohlenstoffschwarz unter Verwendung
verschiedenartiger Aminovorläufermaterialien,
wie z. B. Paraaminobenzoesäuren,
Isophthalsäuren,
dreibasigen Säuren
und Isomeren derselben angelagert sein. Andere Vorläufer können ebenfalls
verwendet werden, um das Kohlenstoffschwarz anzulagern, wie es Fachleuten
bekannt ist.
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Das
Kohlenstoffpigment kann fast jedes kommerziell verfügbare Kohlenstoffpigment
sein, das eine annehmbare optische Dichte und annehmbare Druckcharakteristika
liefert. Kohlenstoffpigmente, die für eine Verwendung bei der vorliegenden
Erfindung geeignet sind, umfassen, ohne Einschränkung, Kohlenstoffschwarz, Graphit,
Glaskarbon, Holzkohle und Kombinationen derselben. Bei einem Aspekt
der vorliegenden Erfindung ist das Kohlenstoffpigment ein schwarzes
Kohlenstoffpigment. Derartige schwarze Kohlenstoffpigmente können durch
eine Vielfalt von bekannten Verfahren, wie z. B. ein Channel-Verfahren,
ein Kontaktverfahren, ein Ofenverfahren, ein Azetylenverfahren oder
ein thermales Verfahren hergestellt werden und sind kommerziell von
solchen Händlern
wie Cabot Corporation, Columbian Chemicals Company, Degussa AG und
E. I. DuPont de Nemours and Company erhältlich. Geeignete schwarze
Kohlenstoffpigmente umfassen ohne Einschränkung Cabot-Pigmente wie z.
B. MONARCH 1400, MONARCH 1300, MONARCH 1100, MONARCH 1000, MONARCH
900, MONARCH 880, MONARCH 800, MONARCH 700, CAB-O-JET 200 und CAB-O-JET
300; Kolumbianische Pigmente wie z. B. RAVEN 7000, RAVEN 5750, RAVEN
5000 und RAVEN 3500; Degussa-Pigmente wie z. B. Color Black FW 200,
RAVEN FW 2, RAVEN FW 2V, RAVEN FW 1, RAVEN FW 18, RAVEN S160, RAVEN
FW S170, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A, Special
Black 4, PRINTER U, PRINTER 140U, PRINTER V und PRINTER 140V; und
TIPURE R-101, die von DuPont erhältlich
ist.
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Üblicherweise
können
die schwarzen Kohlenstoffpigmente der vorliegenden Erfindung ungefähr 5 nm bis
ungefähr
10 µm
betragen und können
bei einem Aspekt 10 nm bis ungefähr
500 nm in Größe betragen, obwohl
Größen außerhalb
dieses Bereichs verwendet werden können, wenn das Pigment dispergiert
bleiben und angemessene Farbeigenschaften liefern kann. Bei einem
detaillierten Aspekt der vorliegenden Erfindung beträgt das funktionalisierte
Kohlenstoffpigment ungefähr
1 Gewichtsprozent bis ungefähr
6 Gewichtsprozent der Tintenstrahltintenzusammensetzung.
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Flüssiges Trägermittel
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Die
Tintenstrahltintenzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung werden üblicherweise
unter Verwendung einer wässrigen
Rezeptierung oder eines flüssigen
Trägermittels
vorbereitet, die Wasser, Partnerlösungsmittel, oberflächenaktive
Mittel, Puffermittel, Biozide, Sequentiermittel, Mittel zur Veränderung
der Viskosität,
Feuchthaltemittel, Bindemittel und/oder andere bekannte Zusatzstoffe
umfassen können.
Typischerweise weisen die Tintenstrahltintenzusammensetzungen der
vorliegenden Erfindung eine Viskosität zwischen ungefähr 0,8 cps
bis ungefähr
15 cps auf und können
bei einem Ausführungsbeispiel
ungefähr
0,8 cps bis ungefähr
8 cps betragen. Bei einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann
das flüssige
Trägermittel
ungefähr
70 Gewichtsprozent bis ungefähr
99 Gewichtsprozent der Tintenstrahltintenzusammensetzung betragen.
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Eine
Frequenzantwort von schwarzen pigmentierten Tintenstrahltinten kann
proportional zu der Durchsatzfähigkeit
des Druckersystems sein. Bei Tintenstrahldrucksystemen kann es wünschenswert
sein, eine höhere
obere Frequenzgrenze aufzuweisen, während eine funktionale Frequenzbandbreite
in einem niedrigeren Bereich aufrechterhalten wird. Bei dem Stand
der Technik umfasste eine typische und verständliche Lösung zum Erhöhen eines
Stiftsystemfrequenzbereichs und insbesondere oberer Frequenzgrenzen
ein Entwerfen einer Strahlungsarchitektur, um die Anforderungen
einer gegebenen Tinte aufzunehmen. Jedoch ist entdeckt worden, dass
bestimmte Partnerlösungsmittel
bei flüssigen
Trägermitteln
verwendet werden können, die
den Bereich einer Frequenzantwort für eine gegebene Tintenstrahlarchitektur
und Tintenstrahltintenkombination erhöhen. Insbesondere liefert 3-Methyl-1,3,5-Pentantriol
ein Mittel zum Erreichen einer höherliegenden Frequenzantwort
bei selbstdispergierten schwarzen pigmentierten Tintenstrahltinten.
Die Verbesserung kann durch eine Reduzierung von fehlgeleiteten
Tintentropfen auf ein Abfeuern einer Tintenstrahlarchitektur hin
manifestiert sein, wobei eine verbesserte Düsendirektionalität insbesondere
bemerkt wird, wenn die obere Tintenabfeuerungsfrequenzgrenze erhöht ist.
Zusätzlich
wird bei diesen höheren
Frequenzpegeln nicht lediglich eine bessere Leistungsfähigkeit
bemerkt, sondern auch die Betriebsfrequenzbandbreiten kann durch
die Verwendung dieser Partnerträgermittel
erweitert sein. Zum Beispiel kann durch ein Erhöhen der oberen Frequenzgrenze,
die verwendet werden kann, um eine bestimmte Tintenstrahltinte zu
strahlen, der effektive Bereich einer Frequenzantwort einer Tinte
erhöht
sein. Somit kann bei einem Ausführungsbeispiel
ein Druckkopf konfiguriert sein, um die schwarze Tintenstrahltinte
der vorliegenden Erfindung mit einer Abfeuerungsfrequenz von 15
kHz bis 25 kHz oder sogar von 18 kHz bis 25 kHz zu strahlen. Obwohl
ein hoher Frequenzbereich geliefert wird, können die gleichen Tinten auch
mit 3 kHz bis 15 kHz gestrahlt werden, was unter vielen der gegenwärtig auf
dem Markt erhältlichen
Tinten üblicher
ist. Somit kann der Frequenzantwortbereich dieser Tintenstrahltinten
ziemlich breit sein.
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Zusätzlich zu
dem Vorliegen des 3-Methyl-1,3,5-Pentantriol-Partnerlösungsmittels, das oben beschrieben
ist, können
auch andere Partnerlösungsmittel
vorliegen. Geeignete sekundäre
Partnerlösungsmittel zur
Verwendung bei der vorliegenden Erfindung umfassen wasserlösliche organische
Partnerlösungsmittel, sind
jedoch nicht beschränkt
darauf, aliphatische Alkohole, aromatische Alkohole, Diole, Glykolether,
Poly-(Glykol)Ether, Lactame, Formamide, Acetamid, langkettige Alkohole,
Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykole,
Glycerin, Dipropylglykole, Glykolbutylether, Polyethylenglykole,
Polypropylenglykole, Amide, Ether, Carbonsäuren, Ester, Organsulfide,
Organosulfoxide, Sulfone, Alkoholderivate, Carbitol, Butylcarbitol,
Cellosolve, Etherderivate, Aminoalkohole und Ketone. Zum Beispiel
können
Partnerlösungsmittel
primäre
aliphatische Alkohole von 30 Kohlenstoffen oder weniger, primäre aromatische
Alkohole von 30 Kohlenstoffen oder weniger, sekundäre aliphatische
Alkohole von 30 Kohlenstoffen oder weniger, sekundäre aromatische
Alkohole von 30 Kohlenstoffen oder weniger, 1,2-Diole von 30 Kohlenstoffen
oder weniger, 1,3-Diole von 30 Kohlenstoffen oder weniger, 1,5 Diole
von 30 Carbonen oder weniger, Ethylenglykolalkylether, Propylenglykolalkylether,
Poly(-ethylenglykol)alkylether, höhere Homologe von Poly(-ethylenglykol)alkylethern, Poly(-propylenglykol)alkylether,
höhere
Homologe von Poly(-propylenglykol)alkylether, Lactame, substituierte Formamide,
nicht-substituierte Formamide, substituierte Acetamide und nicht-substituierte
Acetamide. Spezifische Beispiele für Partnerlösungsmittel, die bevorzugt
in der Praxis dieser Erfindung eingesetzt werden, umfassen, sind
aber nicht beschränkt
darauf, 1,5-Pentandiol,
2-Pyrrolidon, Liponethylenglykol 1 (LEG-1), Liponethylenglykol 7
(LEG-7), 2-Methyl-2,4-Pentandiol, 2-Methyl-1,3-Propandiol, 2-Ethyl-2-Hydroxymethyl-1,3-Propandiol, Diethylenglykol,
3-Methoxybutanol und 1,3-Dimethyl-2-Imidazolidinon.
Partnerlösungsmittel
können hinzugefügt werden,
um die Rate einer Verdunstung von Wasser in der Tinte zu reduzieren,
um ein Verstopfen oder andere Eigenschaften der Tinte, wie z. B.
Viskosität,
pH, Oberflächenspannung,
optische Dichte und Druckqualität
zu minimieren. Die Partnerlösungsmittelkonzentration
kann zwischen 15 Gewichtsprozent und ungefähr 30 Gewichtsprozent liegen.
Bei einem Ausführungsbeispiel
liegt, wenn mehrere Partnerlösungsmittel verwendet
werden, die nicht das methylierte Pentantriol sind, jedes Partnerlösungsmittel
typischerweise mit ungefähr
1 Gewichtsprozent bis ungefähr
10 Gewichtsprozent der Tintenstrahltintenzusammensetzung vor. Bezüglich der
methylierten Pentantriole können
dieselben in der Tintenstrahltintenzusammensetzung mit 3 Gewichtsprozent
bis 10 Gewichtsprozent vorliegen.
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Andere
Zusatzstoffe, wie z. B. Ammoniumsalze, können ebenfalls enthalten sein,
z. B. mit 0,1 Gewichtsprozent bis 4 Gewichtsprozent bei einem Ausführungsbeispiel.
Beispiele für
derartige Ammoniumsalze umfassen Ammoniumacetat und Ammoniumsulfat.
Wenn dasselbe verwendet wird, kann das Vorliegen eines Ammoniumsalzes
eine Kantenschärfe
verbessern und ein Verlaufen von gedruckten Bildern reduzieren.
Obwohl das Ammoniumsalz konfiguriert sein kann, um in der Tintenstrahlarchitektur
vor einem Abfeuern stabil zu sein, wird angenommen, dass das Vorliegen
eines Ammoniumsalzes (das eine NH4 +-Gruppe umfasst) bewirken kann, dass die
Tinte als ein Ganzes auf dem Druckmedium destabilisiert wird, nachdem
dieselbe aus der Tintenstrahlarchitektur gestrahlt worden ist. Durch
eine Destabilisierung können
die negativen Oberflächenladungen
der selbstdispergierten Pigmentpartikel agglomeriert werden, da
das Kation des Ammoniumsalzes ein Proton befreit. Anders ausgedrückt kann
die verbleibende NH3-Gruppe als ein Gas
befreit werden, und das positiv geladene Proton ist frei, um bevorzugt
die negative Ladung aufzuspüren,
die um die Pigmentdispersion vorhanden ist, wobei somit zumindest
ein Grad einer elektrischen Neutralisierung geliefert wird.
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Verschiedenartige
Pufferagenten können
ebenfalls optional bei den Tintenstrahltintenzusammensetzungen der
vorliegen den Erfindung verwendet werden. Typische Pufferagenten
umfassen derartige pH-Kontrolllösungen
wie Hydroxide von Alkalimetallen und Aminen, wie z. B. Lithiumhydroxid,
Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid; Zitronensäure; Amine wie z. B. Triethanolamin,
Diethanolamin und Dimethylethanolamin; und andere basische oder
Säurekomponenten.
Wenn dieselben verwendet werden, betragen Puffermittel üblicherweise
weniger als 10 Gewichtsprozent der Tintenstrahltintenzusammensetzung.
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Bei
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung können verschiedenartige
Biozide verwendet werden, um ein Wachstum von unerwünschten
Mikroorganismen zu unterbinden. Mehrere nicht-einschränkende Beispiele
von geeigneten Bioziden umfassen Benzoatsalze, Sorbatsalze, kommerzielle
Produkte wie z. B. NUOSEPT (Nudex Inc., eine Abteilung von Huls
America), UCARCIDE (Union Carbide), VANCIDE (RT Vanderbilt Co.)
und PROXEL (ICI Americas) und andere bekannte Biozide. Typischerweise
betragen derartige Biozide weniger als ungefähr 5 Gewichtsprozent der Tintenstrahltintenzusammensetzung,
und oft ungefähr
0,05 Gewichtsprozent bis ungefähr
2 Gewichtsprozent.
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Bei
einem zusätzlichen
Aspekt der vorliegenden Erfindung können Bindemittel enthalten
sein, die wirken, um die Farbmittel auf dem Substrat zu sichern.
Bindemittel, die zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet
sind, weisen typischerweise ein Molekulargewicht von ungefähr 100 bis
ungefähr
50000 g/mol auf. Nicht-einschränkende
Beispiele umfassen Polyester, Polyester-Melanin, Styren-Acrylsäurecopolymere,
Styren-Acrylsäure-Alkyl-Acrylatcopolymere,
Styren-Maleinsäurecopolymere,
Styren-Maleinsäure-Alkylacrylatcopolymere,
Styren-Methacrylsäurecopolymere,
Styren-Methacrylsäure-Alkylacrylatcopolymere,
Styren-Maleinhalbestercopolymere, Vinylnaphthalen-Acrylsäurecopolymere,
Vinylnaphthalen-Maleinsäurecopolymere
und Salze derselben. Wenn das Bindemittel in einer bestimmten dispergierten
Form ist, wird dasselbe nicht als Teil des flüssigen Trägermittels betrachtet, sondern
als durch das flüssige
Trägermittel
getragen betrachtet.
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Bei
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Tintenstrahltintenzusammensetzungen
im Wesentlichen frei von oberflächenaktiven
Mittel. Jedoch können
derartige Komponenten verwendet werden und können wasserlösliche oberflächenaktive
Standardmittel wie z. B. Alkylpolyethylenoxide, Alkylphenylpolyethylenoxide,
Polyethylenoxid-Blockcopolymere (PEO-Blockcopolymere), Acetylen-PEO,
PEO-Ester, PEO-Amine, PEO-Amide und Dimethiconcopolyole umfassen.
Wenn dieselben verwendet werden, können die oberflächenaktiven
Mittel mit 0,001 Gewichtsprozent bis 10 Gewichtsprozent der Tintenstrahltintenzusammensetzung
vorliegen, und können
bei einem Ausführungsbeispiel
mit 0,001 Gewichtsprozent bis 0,1 Gewichtsprozent vorliegen.
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Beispiele
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Die
folgenden Beispiele stellen die Ausführungsbeispiele der Erfindung
dar, die gegenwärtig
am besten bekannt sind. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die
Folgenden lediglich beispielhaft oder darstellend für die Anwendung
der Prinzipien der vorliegenden Erfindung sind. Zahlreiche Modifikationen
und alternative Zusammensetzungen, Verfahren und Systeme können durch
Fachleute erdacht werden, ohne von der Wesensart und dem Schutzbereich
der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die beigefügten Ansprüche sollen derartige
Modifikationen und Anordnungen abdecken. Somit liefern die folgenden
Beispiele, während
die vorliegende Erfindung oben mit Genauigkeit beschrieben worden
ist, weitere Details in Verbindung mit denjenigen, die gegenwärtig als
die praktischsten und am meisten bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung betrachtet werden.
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Beispiel 1
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Eine
schwarze pigmentierte Tintenstrahitinte gemäß der vorliegenden Erfindung
(Test) und eine Kontrolltintenstrahltinte (Kontrolle) wurden unter
Verwendung von Komponenten in den Bereichen, die in Tabelle 1 gezeigt
sind, vorbereitet. Die Komponenten wurden kombiniert, um eine schwarze
Tinte zu bilden, die einen pH-Wert von ungefähr 8 aufweist. Tabelle 1
| Komponente | Kontrolle
(Gewichtsprozent) | Test
(Gewichtsprozent) |
| Ethoxiliertes
Glycerol | 1–10 | 1–10 |
| Alkyldiol | 1–10 | 1–10 |
| 2-Pyrrolidon | 1–10 | 1–10 |
| 2-Methyl-2,4-Pentandiol (Hexylenglykol) | 0,5–5 | 0,5–5 |
| 2-Methyl-1,3-Propandiol | 1–10 | 1–10 |
| 3-Methyl-1,3,5-Pentantriol | 0 | 3–10 |
| Surfynol
465 | 0,001–0,1 | 0,001–0,1 |
| Selbstdispergiertes
schwarzes Pigment | 1–5 | 1–5 |
| Puffer | 0,1–0,5 | 0,1–0,5 |
| Ammoniumacetat | 0,05–2 | 0,05–2 |
| Proxel
GXL | 0,05–2 | 0,05–2 |
| Wasser | Rest | Rest |
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Variationen
der Rezeptierungen (Kontrolltinte und Testtinte), die oben in Tabelle
1 beschrieben sind, wurden in identischen Stift/Drucker/Medien-Systemen
auf eine Frequenzantwort und ein fehlgeleitetes Abfeuern getestet.
Der verwendete Stift war ein HP C6656AN, das verwendete Papier war
Hewlett-Packard Plain Paper und der verwendete Drucker war ein HP
DJ5550. Der einzige Unterschied zwischen den zwei Rezeptierungen
bei jedem Test war die Hinzufügung
von 3-Methyl-1,3,5-Pentantriol. Zum Beispiel betrug, oben in der Tabelle
1, die Menge des gesamten flüssigen
organischen Lösungsmittels
(Feststoffe, Biozide, oberflächenaktive
Mittel, Puffer und Salze ausschließend) für jede vorbereitete Kontrolltinte
14 Gewichtsprozent bis 25 Gewichtsprozent, und die Menge des gesamten
flüssigen
organischen Lösungsmittels
(Feststoffe, Biozide, oberflächenaktive
Mittel, Puffer und Salze ausschließend) für jede vorbereitete Testtinte
betrug 15 Gewichtsprozent bis 30 Gewichtsprozent. Mit anderen Worten
war bei der Testtinte im Vergleich zu der Kontrolltinte insgesamt mehr
organisches Lösungsmittel
vorliegend, lediglich aufgrund des Vorliegens des 3-Methyl-1,3,5-Pentantriols in
der Testtinte.
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Nach
einem Vorbereiten beider Tinten (Kontrolltinte und Testtinte) für jeden
Vergleich wurde eine Seitendruckdiagnostik durchgeführt, um
Druckattributsunterschiede festzustellen. Die benutzte Diagnostik
wurde gewählt,
um ein Düsenverhalten über einen
Bereich von Abfeuerungsfrequenzen hervorzuheben. Dieser beobachtete
Bereich betrug 3,0 kHz bis 19,8 kHz. Die Diagnostik wurde entworfen,
um eine Serie von abgefeuerten Punkten in einer linearen Linie zu
drucken. Eine Abweichung von der erwünschten Linearität wurde
durch ein Beobachten eines Überlappens
von benachbarten Punktreihen offensichtlich. Diese Überlappung
resultiert in dunklen und hellen Linien, die allgemein als Band-
oder Streifenbildung bezeichnet werden. Eine Verbesserung der Düsendirektionalität wurde
von 6,0 kHz bis 19,8 kHz bei den Systemen bemerkt, die 3-Methyl-1,3,5-Pentantriol
umfassten, wenn dieselben mit dem System verglichen wurden, dem
dieses Material fehlte.
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Ein ähnlicher
Grad einer Verbesserung wurde nicht durch ein einfaches Erhöhen der
Gesamtmenge des organischen Lösungsmittels
in der Kontrolltinte beobachtet, wie z. B. durch ein Erhöhen einer
der anderen Lösungsmittelmengen.
Mit anderen Worten wurde, im Vergleich zu einem Erhöhen einer
der anderen Lösungsmittelmengen
um die gleiche Menge und einem Nicht-Hinzufügen des 3-Methyl-1,3,5-Pentantriols,
eine drastischere Verbesserung durch ein Hinzufügen von 3-Methyl-1,3,5-Pentantriol zu der Tinte
bemerkt.
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Zusätzlich trug
das Vorliegen des Ammoniumsalzes zu einem reduzierten Verlaufen
und einer verbesserten Kantenschärfe
bei.
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Während die
Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte Ausführungsbeispiele
beschrieben worden ist, werden Fachleute erkennen, dass verschiedenartige
Modifikationen, Änderungen,
Auslassungen und Ersetzungen vorgenommen werden können, ohne
von der Wesensart der Erfindung abzuweichen. Somit soll die Erfindung
lediglich durch den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche eingeschränkt sein.