DE2039166A1

DE2039166A1 - In der Waerme schmelzbare Tinte

Info

Publication number: DE2039166A1
Application number: DE19702039166
Authority: DE
Inventors: Berry James Michael; Corpron Gary Paul
Original assignee: Teletype Corp
Current assignee: AT&T Teletype Corp
Priority date: 1969-08-28
Filing date: 1970-08-06
Publication date: 1971-03-04
Also published as: FR2059353A5; NL7012649A; BE755392A; US3653932A

Description

München, den
wid····»·'*^·-·· ^4β Τ 313

Teletype Corporation in Skokie, Illinois, V.St.A.

In der Wärme schmelzbare Tinte

Die Erfindung betrifft eine Tinte, die insbesondere für
elektrostatische Tintenstrahlschreiber bestimmt ist. Hierbei wird die Tinte durch ein elektrisches Feld in einem dünnen Strahl aus einer Düse ausgezogen und zwischen elektrostatischen Ablenkplatten auf einen Aufzeichnungsträger gerichtet. Ein derartiger Tintenstrahlschreiber ist beispielsweise in der deutschen Patentschrift 1 187 816 beschrieben.

An eine für solche Tintenstrahlschreiber geeignete Tinte
werden bestimmte Anforderungen gestellt, die nicht einfach zu erfüllen sind; alle bisher beschriebenen Tinten ergeben unzureichende Aufzeichnungen. Die Tinte soll nämlich nicht nur einen bestimmten spezifischen Widerstand (etwa 10 Ohrn-cm) und eine bestimmte Viskosität (nicht mehr als etwa 50 Centipoise) aufweisen, sondern sie darf auch nicht schmieren oder sich nach der Aufzeichnung verwischen.

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Es wurde festgestellt, daß diese Bedingung nur erfüllt werden kann, wenn die Tinte beim Auftreffen auf die Schreibfläche sofort fest wird, da sonst ein Zerfließen unvermeidlich ist. Dies läßt sich erreichen, wenn man einen Stoff verwendet, der bei Zimmertemperatur fest ist, aber bei etwas erhöhter Temperatur, die durch eine Heizung in Düsennähe leicht erreicht werden kann, schmilzt.

Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, eine Tinte bereitzustellen, deren spezifischer Widerstand und Viskosität bei der Betriebstemperatur in einem bestimmten Bereich liegen und deren Schmelz- und Gefrierpunkte außerdem etwa zwischen 30 und 50⁰C liegen, so daß die Tinte bei mäßiger Erwärmung, die ohne großen Aufwand erreicht werden kann, genügend flüssig ist.

Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß eine in der Wärme schmelzbare Tinte, die aus einem Farbstoff und einem Farbträger besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbträger aus einer oder mehreren Verbindungen mit der allgemeinen Formel

g g
R-O-C-(CH )g-C-O-R¹ besteht, in der R und R' Alkyl-Gruppen

darstellen, die 1 bis 12 Atome enthalten.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst auf die Zeichnung Bezug genommen, die einen elektrostatischen Tintenstrahlschreiber zeigt, in dem die erfindungsgemäße Tinte verwendet werden kann.

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Der Tintenstrahlschreiber 10 enthält einen Vorratsbehälter 12, der mit einer;Düse 14 in Verbindung steht. In dem Vorratsbehälter ist eine Heizvorrichtung 16 angebracht, um die verwendete Tinte so flüssig zu halten, daß sie ständig zur Düsenspitze fließen und von dort auf die Schreibfläche 18 gelangen kann, um graphische Symbole, alphanumerische Zeichen, Kurven od. dgl. aufzuzeichnen.

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In dem dargestellten Gerät ist die Düse elektrisch leitend und hat an ihrer Austrittsstelle eine lichte Weite von etwa 0,16 nun. Der hydrostatische Druck der im Behälter befindliehen Tinte reicht aus, um einen konvexen Meniskus an der Düsenmündung zu bilden, so daß die Tinte in das vor der Düse herrschende elektrostatische Feld eindringt. Weder der Düsendurchmesser, noch der in Richtung der Schreibfläche 18 ausgeübte hydrostatische Druck ist kritisch, da ein dünner Tintenstrahl elektrostatisch aus einer Flüssigkeitsoberfläche ausgezogen werden kann.

Die Tinte wird in Form eines einzigen dünnen Tröpfchenstrahls 26 auf einer Strecke 21 zwischen der Mündung der Düse 14 und der Schreibfläche 18 elektrostatisch ausgezogen, und zwar mittels einer Strahlsteuerelektrode 22. Diese ist als Platte mit einer Mittelöffnung 23 dargestellt, die horizontal mit der Düsenmtindung ausgerichtet ist, so daß die Strahlrichtung senkrecht zur Plattenebene und durch die Oeffnung 23 verläuft. Der Abstand dieser Elektrode von der Dtisenmündung beträgt

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ζ, B. etwa 1,2 mm.

Zwischen der Elektrode 22 und der Düse 14 befindet sich ein Stromkreis 24 zur Erzeugung eines elektrostatischen Feldes. Im vorliegenden Beispiel beträgt der Potentialunterschied zwischen der Düse 14 und der Elektrode 22 2450 Volt. Zu diesem Zweck wird ein Gl eich spannungspotential von etwa

1 900 Volt an die Düse und ein Gleichspannungspotential von etwa + 550 Volt an die Elektrode 22 angelegt. Wenn die Potential, differenζ auf etwa 1 900 Volt absinkt, tritt aus der Düse keine Tinte mehr aus.

Der Tintenstrahl 26 kann auf der Strecke 21 elektrostatisch vertikal und horizontal abgelenkt werden, um ein Muster 29 auf der Schreibfläche zu bilden. Die Vertikal-Ablenkung geschieht mittels zweier Vertikal-Ablenkelektroden 30 und 31, die hinter der Strahl st: euerel ek trode 22 angeordnet sind. P Wiederum dahinter sind zwei Horizontal-Ablenkelektroden 32

und 33 angeordnet - Diese Ablenkelektroden definieren die Bahn des Tintenstrahls zur Schreibfläche.

In der dargestellten Ausführungsform haben die Vertikal-Ablenkelektroden einen gegenseitigen Abstand von etwa 0,5 mm und einen Abstand von der Strahlsteuerelektrode 22 von etwa 0,9 mm. Mittels Zuleitungen 34 kann ein konstantes Gleichspannung spotential von etwa 1 35O Volt, dem die Ablenk-

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spannungen überlagert werden, angelegt werden. Die Horizontal--" Ablenkelektroden haben einen gegenseitigen Abstand von etwa 0,6 mm und einen Abstand von der Elektrode 22 von etwa 1,8 mm. Das konstante Gleichspannungspotential zwischen diesen Elektroden beträgt etwa 2 100 Volt und wird mittels der Zuleitungen 36 angelegt. Die Erzeugung des Schreibsignals geschieht mittels eines Signaleiaeugers 38, der beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von 60 alphanumerischen Zeichen je Sekunde M von Codiereinrichtungen gesteuert wird, so daß auf der etwa 11 mm von der Düse entfernten Schreibfläche in Horizontalrichtung 4 Zeichen je 2,5 cm erscheinen, die in Vertikalrichtung 6 Zeilen je 2,5 cm bilden. Eine Signalamplitude von etwa 560 Volt zwischen je zwei Ablenkelektroden reicht aus, um die für jedes Zeichen erforderliche maximale Strahlablenkung zu erzielen.

Hinter der Schreibfläche 18 befindet sich eine Schreibunterlage bzw. Schreibwalze 40, an die von einer Spannungsquelle 42 " ein Gleichspannungspotential von etwa 10 000 Volt angelegt wird. Die Schreibfläche 18 ist ein Papierblatt, das quer/ zum Tintenstrahl 26mit irgendeiner passenden Geschwindigkeit weitergeführt vird. Die zuletzt genannte Spannung reicht aus, um die Bevegung des Tintenstrahls in gerader Linie von der Düse zur Schreibfläche zu gewährleisten, wenn keine Ablenk-.spannungen angelegt sind, und um den abgelenkten Tintenstrahl auf die Schreibfläche zu richten, um das gevünichte Muster zu erzeugen.

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Es wurde gefunden, daß Di-Ester der Sebacinsäure, die mit Alkoholen von Paraffinen verestert wurden, deren Ketten 12 oder mehr Kohlenstoffatome aufweisen, ausgezeichnete Farbträger für Pigmente und Farbstoffe zur Erzeugung qualitativ hochwertiger elektrostatischer Drucke liefern. Sie haben die gewünschten Werte der Viskosität und des spezifischen Widerstandes bei der Betriebstemperatur des Vorratsbehälters. Bei dieser Temperatur hat also die Tinte eine Viskosität in einem Bereich bis zu 50 CentipoiseVind einen spezifischen Widerstand in dem Bereich zwischen 10 und 10 Ohm-cm.

Die Ester der kürzeren Ketten liefern allerdings keine bei Zimmertemperatur festen Tinten allein oder in Kombination mit anderen Estern kürzerer Ketten, obwohl sie in anderer Hinsicht gute Tinten für elektrostatische Tintenstrahlschreiber liefern.

Nachstehend werden einige TiηtenzusammenSetzungen hoher Qualität mit Verbindungen der erwähnten allgemeinen Formel als Farbträger angegeben, die jedoch bei Zimmertemperatur nicht fest sind:

Beispiel I Bestandteil . %

Sebacinsäuredibutylester 21,2 %

Sebacinsäuredioctylester 63,8 %

Methylviolett 15,0 %

—7— 109810/2135

II ,

Bestandteil - ,,, „ -, ,,, , . . .Gew. % ..; Sebacinsäuredibutylester . ,. ,92 .. .--.. /Methylviolett . .. ,· . ,, . . . 8

Dagegen :sind die. naghstelienden Tintenzusammensetzvngen bei Zimmertemperatur fest und,haben einen Schmelzpunkt, der nicht über etwa 51 i ,Ο- liegt, ,während der Gefrierpunlct nicht unter ^ 3O°C liegt, .Dadurch.wird gewShrleistet, daß die Tinte bei der Betriebstemperatur.de's VorratsbehSlters; nach dem Ausführung sbeispiel, nämlich etwa 56-3 C in der flüssigen Phase ist ,-bei; Zimmer ,temp era tür dagegen fest ist, so daß ein Zerfließen auf der. Schreibflache vermieden wird.

i>o.>.·'-! :.^: ,·■■". · . . . Beispiel III . -.-.

Bestandteil Gew, % Sebacinsäuredidodecylester 48,2

Sebacinsänredibutylester;, . _ 12,1

MethylviQlej-.t .. , ,. 13,2 C.!«,Lösungsmittel gelb, 29 .13,3

Beispiel IV

Sebacinsäuredidodecylester ' 6l;2 Sebascinsäuredibutylester 1.8,8

Methylviolett ■■···■■■ ' 13',3''.""'■-'

C. I. Lösungsmittel gelb 29 6,7*'""'-

-8-

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■.St 7 >: vor.? .v. üt

Beispiel	Bestandteil	V	Gew. %
Sebacinsäuredidodecylester		72,0
Sebacinsäuredibutylester		18,0
CI, Lösungsmittel schwarz		4,0
CI. Lösungsmittel gelb 29	12	6,0
- Beispiel
VI

Sebacinsäuredidodecylester 66,0

Sebacinsäuredimethylester 24,0

C.I. Lösungsmittel schwarz 12 4,0

CI. Lösungsmittel gelb 29 6,0

Beispiel VII

Sebacinsäuredidodecylester 57,2

Sebacinsäuredibutylester 13,1

Methylviolett 17,9

W CI. Lösungsmittel schwarz 12 2,8

CI. Lösungsmittel gelb 29 9,0

Beispiel VIII

Sebacinsäuredidodecylester 53,8

Sebacinsäuredimethylester 13,4

Methylviolett 19,2

CI. Lösungsmittel schwarz 12 4,0

C.I. Lösungsmittel gelb 29 9,6

-9-1 098 1 Π/?135

Beispiel	Bestandteil	Beispiel	IX	Gew. %
Sebacinsäuredidodecylester		64,1
Sebaciηsäuredimethylester		19,4
Methylviolett		10,7
CI, Lösungsmittel schwarz		1,9
C.I. Lösungsmittel gelb 29	12	3,9
Beispiel
Sebacinsäuredidodecylester	X	66,9
Sebacinsäuredimethylester . ■		21,1
Methylviolett		9,0
G₁I, Lösungsmittel gelb 29		3,0
Beispiel
Sebacinsäuredidodecylester	XI	88,6
Methylviolett		11,4

XII

Sebacinsäuredidodecylester 93,0 CI, Lösungsmittel schwazz 12 4,2 CI. Lösungsmittel gelb 29 2,8 Beispiel XIII

Sebacinsäuredidodecylester 85,2

Methylviolett 11,0

CI. Lösungsmittel gelb 29 3,8

-10-109810/7135

■ ' ^i it

Die Tinte enthält stets einen Farbträger und einen Farbstoff (Pigment) in Anteilen, die über einen weiten Bereich schwanken können. Wie groß der Schwankungsbereich sein kann, ergibt sich aus den folgenden Beispielen:

Beispiel XIV

Bestandteil Gew. %

Sebacinsäuredidodecylester 46,1

Sebacinsäuredibutylester 11,5

Methylviolett 25,6

CI. Lösungsmittel schwarz 12 4,0

C.I. Lösungsmittel gelb 29 12,8

Beispiel XV

Sebacinsäuredidodecylester 97,5

CI. Lösungsmittel schwarz 12 1,5

CI. Lösungsmittel gelb 29 I₁O

Das in den Beispielen vervendete handelsübliche Methylviolett besteht aus etwa 40 % Methylviolett-Tannat in einem durchsichtigen gelben Mineralöl.

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Claims

2039168 N G. Wairthaustn r r München gfl Λ München, den - h, Müa, Wld«nmay«r*tr«l· 41 ' ' T 313 Te). S9 51 Teletype Corporation in Skokie, Illinois, V.St.A, P a ten t a η s ρ r ü c h e

1. In der Wärme schmelzbare Tinte_r bestehend aus einem Farbstoff uiii einem Parbt;räger, dadurch' ge!'ei:K'/.eichnet, daß der Farbträger aus einer oder mehreren Verbindungen mit der allgemeinen Formel R-O-C-(CH)₈-C-O-R¹ besteht, in der R und R¹ Alkyl-Gruppen bedeuten, die. 1 bis 12 Atome enthalten,

2. Tinte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, der Anteil des Farbstoffs zwischen 2,5 und 28 Gew.?» und der Anteil des Färbträgers zwischen 97,5 und 72 Gew. % liegt.

!./Tinte nach AnSpruchioder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff aus CI. Lösungsmittel gelb 29, Methylviolett-Tannat oder CI. Lösungsmittel schwarz 12 oder einem Gemisch derselben besteht.

4. Tinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbträger aus verschiedenen der angegebenen Verbindungen besteht.

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1 0 98 1 η /? 1 3.5, ~~

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5. Tinte nach ed nein der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkyl-Gruppen K und K¹ jeder Färbträger-Verbindung übereinstiminen.

6. Tinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Färbträger--Vorbindung Sebacinsäuredidodecyl ester ent heil t.

ο Tinte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbträgei'-Veiiii ndung in Anteilen zwischen 8 5 und 97,5 Gew. % vorhanden ist.

8. Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbträger·Sebacinsauredidodecylester und mindestens einen weiteren Sebacinsäureester des Methyls oder Butyls enthält.

9. Tinte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sebacinsauredidodecylester in Anteilen von 46 bis 72 Gew. % und der andere Sebacinsäureester in Anteilen von 24 bis Gew. % vorhanden ist.

10. Tinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Schmelzpunkt nicht über 54,4° C und ihr Gefrierpunkt, nicht, unter 3C° C liegt»

11« Verwendung eihor Tinte nach einem dor vorhergehendem An-

.sprüchf¹ i π ei nein t?l (Λ t. ιό st a t j i-chmi Ti nt oust ι aiii i;cbrci ber, 1 0 9 fi 1 (J / ■' 1 3 f.-