COMPOSITION D'ENCRE UTILISABLE NOTAMMENT DANS UNE
IMPRIMANTE A JET D'ENCRE.
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liques dans les procédé;; industriels et biologiques, par exemple, est
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acétique, séquestration..
On trouvera d'autres références dans la publication: "Fundamentals
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pages 273 à 277 concernant les réactifs de chelation.
On trouvera encore d'autres références dans: "Chelate Specifications",
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liste des différents produits de cette nature, dont certains sont connus sous la marque HAMP-ENE.
Dans l'art antérieur, on n'utilisait pas les agents de chélati on de la façon établie dans la présente invention.
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incorporés dans des formules d'encre selon un certain pourcentage qui
dépend de la quantité d'ions minéraux contenus dans le colorant de l'encre.
Un objet important de la présente invention consiste à trouver des compositions d'encre comportant des agents de chélation dans le but de rendre soluble les constituants métalliques, empêchant par ce moyen le mauvais fonctionnement des dispositifs dans lesquels l'encre est utilisée.
Un autre objet de l'invention est de proposer une composition d'encre pour dispositif performance élevée et présentant une durée de vie en
stock plus longue.
Un autre objet de la présente invention consiste à réaliser une composition d'encre dans laquelle les caractéristiques de viscosité de l'encre sont maintenues dans un certain domaine, en incorporant des types particuliers d'agents de chélation.
D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de l'exposé qui suit, qui représente un mode de réalisation préféré de celle-ci.
On a observé sur les imprimantes à jet d'encre une accumulation de sel de calcium insoluble à l'extrémité de la buse de projection d'encre lorsque l'écoulement d'encre était arrêté. La quantité accumulée dépend de la température, de l'humidité relative et de la durée d�rrêt du dispositif. Cette formation de corps insolubles entraîne une réduction de la vitesse d'écoulement à travers la buse et en une déviation du jet d'écoulement tels, que celui-ci n'atteigne pas la gouttière de récupération.
Le calcium provient probablement de l'encre puisque celle-ci comporte <EMI ID=6.1>
qui renferme environ 400 ppm, le colorant étant un mélange complexe de matières colorantes et de sels d'addition (chlorure de sodium, carbonate de sodium et sulfate de sodium). Le calcium apparaît comme une impureté dans les sels d'addition du colorant.
On a observe la présence de différentes substances métalliques dans le colorant. Leur présence peut être chiffrée par un certain nombres
de parts par million. Ils peuvent aussi être chiffrés en termes de moles.
Le tableau suivant donne le nombre de moles des constituants métalliques classiques:
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Pour éliminer-le dépôt de calcium (d'autres ions Métalliques peuvent aussi être déposés, par exemple du magnésium, du cuivre et de l'étain)
on ajoute dans l'encre un matériau connu comme étant un agent de chélation. Les agents de chélation réagissent avec les ions métalliques et donnent des ions complexes solubles et très stables qui se séparent beaucoup plus difficilement de la solution que les ions métalliques. Le gluconate de sodium et l'acide éthylènediaminététraacétique (EDTA) sont des agents
de chélation classiques très efficaces pour résoudre ce problème. On pourra prendre des sels tels que: le sel disodique, le sel trisodique ou le
sel tétrasodique. On a observé que toutes les formes de ces sels ajoutées
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corps identique, et en outre permet à l'encre d'avoir une durée de vie
en stock plus longue. Parmi les constituants EDTA celui présentant quatre groupes d'acides est d'un intérêt particulier. C'est le seul pour lequel les quatre groupes d'acide ont constitué un sel tétrasodique. Les colorants utilisés dans les formules d'encre peuvent renfermer certaines impuretés, telles que du chrysodin R, des amines aromatiques, ou d'autres amines
azo aromatiques qui peuvent agir comme des agents de chélation, mais qui diffèrent de l'action de chélation précédente désirée. Le niveau pH de 1'encre est important aussi et il est souhaitable de maintenir le niveau
pH à 10,0 ou autour de cette valeur, pour obtenir de meilleures caractéristiques de l'encre, en ce qui concerne la viscosité et la durée de vie <EMI ID=9.1>
sodique est celui qui affecte le moins le niveau de pH, et par conséquent, triomphe le mieux des impuretés. Cet acide, non seulement empêche la formation du dépôt de calcium, ou d'autres éléments métalliques, mais
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caractéristiques de viscosité. Les caractéristiques de viscosité sont
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système de recirculation de l'encre ou le système servo-moteur puisse être conçu sur des données moins critiques en particulier concernant les pressions nécessaires de la pompe.
On a en outre aussi remarqué que la molécule d'acide EDTA est utilisée par un ion métallique tel que du calcium, etc.. Dans l'exemple donné,
34% d'acide EDTA incorporé dans l'encre sera utilisé comme séquestrant, dans lequel une molécule d'acide EDTA se combine en un atome de calcium
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dans l'eau.
A titre d'exemple, si l'encre comporte différents éléments métalliques répertoriés sur les tableaux ci-dessus, la présence de 0,2% d'un composant EDTA suffira à éliminer les problèmes que l'on rencontrerait autrement tels qu'un dépôt de calcium ou autres. En d'autres termes, 0,00165 moles de métal peuvent être séquestrées par la présence de 0,0048 moles d'acide EDTA (ou une quantité en excès).
Ainsi, la quantité d'acide EDTA ou d'autres agents de chélation, dépend de la quantité de substances métalliques présentes dans l'encre et on a établi des relations entre ces quantités permettant de contrôler les dépôts non désirés.
Exemple de formules d'encre
EXEMPLE 1
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CONDITIONS DE TEST
(environnement de l'imprimante à jet d'encre)
Circulation de l'encre
Formation de gouttes
Gouttes non chargées
10% d'humidité relative (HR) a 38[deg.]C
Fonctionnement pendant 49 heures - sans arrêt -
Examiner la buse
Arrêt pendant 116 heures
Examiner la buse
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La formule précédente utilisée pendant 49 heures n'entraîne aucun dépôt. Un arrêt de 116 heures et un second arrêt de 44 heures, entraînent tous les deux un dépôt de calcium.
EXEMPLE II
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CONDITIONS DE TEST
Circulation de l'encre
Formation de gouttes
Gouttes non chargées
10% HR à 38[deg.]C
Un arrêt de 104 heures montre qu'il n'y a pas eu de dépôt. Cependant, on observe un encrassement de la buse.
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Acide éthylène diamine tétraacétique (EDTA)
CONDITIONS DE TEST
Circulation d'encre
Formation de gouttes
Gouttes non charges
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Il n'y a pas eu de formation de dépôt après 131 heures, et on observe pas d'encrassement de la buse.
EXEMPLE IV
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CONDITIONS DE TEST
Circulation de 1 \encre
Formation de gouttes
Gouttes non chargées
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Après 131 heures aucun dépôt n'est observé, ni d'encrassement du
système.
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1'acide EDTA est très important dans le contrôle de la viscosité tel que représenté sur le tableau suivant:
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La viscosité est mesurée par le procédé de Cannon-Fenske.
Procédés d'établissement des formules
En se référant à l'exemple II donné ci-dessus, tous les matériaux dont on a donné la liste sont mélangés au préalable avant d'ajouter le
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0,22 microns.
L'encre de l'exemple III est réalisée de la même façon que celle de l'exemple II. On peut utiliser d'autres agents de chélation, tels
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d'une gamme de valeur étendue. Le niveau inférieur du pH peut être calculé
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avec le colorant. Le niveau supérieur est déterminé par la quantité
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autres propriétés.
Durée de vi e en stock
Les caractéristiques de durée de vie de l'encre dans laquelle est incorporée l'acide EDTA sont illustrées par le tableau suivant.
CARACTERISTIQUES DE DUREE DES ECHANTILLONS D'ENCRE
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dont la taille des mailles est de 5 microns. C'est-à-dire, tout corps
se trouvant dans l'encre ayant une dimension supérieure à 5 microns bouchera le filtre. On tient compte des autres paramètres qui sont les suivants,
la pression exercée contre le filtre est de 2,27kg et le filtre a un diamètre externe de 25mm. En considérant certaines des formules dont on a établi
la liste, qui sont comparables à celles décrites précédemment comme dans les exemples 1-IV, on notera que les formules 1 et 3 ne renferment pas d'acide EDTA tandis que les formules 2 et 4 ont 0,2% d'acide EDTA. Les valeurs numériques les plus élevées sont obtenues pour les formules 2
et 4 sur les colonnes représentant la vitesse à la première minute et
la dizième minute qui indiquent une vitesse d'écoulement de ces encres supérieure à celle des formules 1 et 3. On notera que la formule 2 par exemple permet à l'encre de s'écouler encore à la vitesse de 40g par
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est de seulement 12g par minute, indiquant ainsi une obstruction du filtre en l'absence d'acide EDTA.
Comme on peut'aussi l'observer, on obtient une durée de vie en stock beaucoup plus grande lorsqu'on utilise l'acide EDTA et en particulier
les sels tétrasodiques. Ceci est mis en évidence par la quantité totale de grammes s'écoulant pendant l'intervalle de temps de 10 minutes, tel que ceci apparaît dans la dernière colonne du tableau.
Bien que l'on ait décrit dans ce qui précède les caractéristiques essentielles de l'invention appliquées à un mode de réalisation préféré
de celle-ci. il est évident que 1 'homme de l'art peut y apporter toutes modifications de forme ou de détail qu'il juge utiles, sans pour autant sortir du cadre de ladite invention.
1.- Composition d'encre caractérisée en ce qu'elle comprend un colorant soluble dans l'eau à une concentration en poids comprise entre 1% et 10%, une huile polymérisée soluble dans l'eau non volatile à une concentration
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de la composition, l'eau complétant ladite composition.