DE3043128A1 - Elastische abdeckung aus einem elastomeren material zum verschliessen der duesenflaeche an einem tintenschreibkopf - Google Patents
Elastische abdeckung aus einem elastomeren material zum verschliessen der duesenflaeche an einem tintenschreibkopfInfo
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Description
- Elastische Abdeckung aus einem elastomeren Material zum Ver-
- schließender Düsenfläche an einem Tintenschreibkopf Die Erfindung betrifft elastische Abdeckungen aus einem elastomeren Material und deren Verwendung zum Verschließen der Düsenfläche an Tintenschreibköpfen.
- Tintenschreibköpfe dienen zur übertragung von Tinte auf Aufzeichnunysträger zur Darstellung von Zeichen und Bildern. Bestimmte Bereiche seiner Hohlräume wie auch die Düsen sind kapillarwirksam. Die Hohlräume sind mit Tinte gefüllt. Für den Transport und während der Lagerung des Tintenschreibkopfes kann die Tinte gegen eine neutrale, tintenähnliche Flüssigkeit ausgetauscht sein.
- Der Düsenbereich von Tintenschreibköpfen ist gegen Verschmutzungen empfindlich, wie sie z. B. durch Papierfasern und Anhäufungen von Staub hervorgerufen werden. Verschmutzungen im Düsenbereich führen mit ihren Folgeerscheinungen zu veränderter Düsengeometrie, so daß aus der Düse abzugebende Tropfen in Größe, Form, in Richtung und Geschwindigkeit stark beeinflußt werden. Bei längerem Stillstand zwischen den Schreibphasen, bei Transport und der Lagerung des Tintenschreibkopfes bzw.
- der Schreibwerke, die mit solchen Schreibköpfen bestückt sind, muß weiterhin vermieden werden, daß Tinte in den öffnungsbereichen der Düse zu stark eindickt und daß Tinte oder eine entsprechende Flüssigkeit durch Transportstöße ausläuft bzw. daß Luft mit dieser in den Schreibkopf zurückgesaugt wird. Somit ist die Düsenfläche in länger andauernden Nicht-Schreibzeiten und während des Transportes und der Lagerung verschlossen zu halten.
- Mit der DE-OS 27 02 663 ist eine elastische Abdeckung zum Verschließen von Düsen eines mit wäßriger Flüssigkeit gefüllten Tintenschreibkopfes bekannt geworden, wobei das Material für die Abdeckung aus einem Elastomer und insbesondere aus einem Silikonkautschuk besteht. Zum Auffüllen kleinster Hohl- und Zwischenräume im Bereich der verschlossenen Düsenfläche wird hierbei das viskos-elastische (Fließ-) Verhalten dieser elastomeren Materialien ausgenutzt. Neben diesen bewußt geförderten Eigenschaften zeigen diese elastomeren Materialien strukturbedingte Nachteile. Silikonkautschuke dieser Art sind hydrophob, d. h. sie sind wasserabstoßend. Aus ihr scheiden sich Monomere und Oligomere aus, die nach der Abnahme des Abdichtmaterials von der Düsenfläche des Tintenschreibkopfes auf dieser zurückbleiben. Die Düsenfläche bzw. diese Ausscheidungen aufweisenden Teilbereiche der Düsenfläche sind danach durch die auf dieser Fläche spreitenden Tinte nicht benetzbar. Am Düsenrand und in der Nähe der Düse ist die Symmetrie gestört und somit die Gleichmäßigkeit der Tropfenbildung nicht mehr gewährleistet.
- Diese Störungen führen zum veränderten Abrißverhalten der Tropfen von der Düse und als Folge dann zu einer Verschlechterung der bildlichen Wiedergabe auf dem Aufzeichnungsträger. Versuchsmäßig hat es sich nun gezeigt, daß es nicht möglich ist, diese Ausscheidungen vollständig zu unterdrücken. Andererseits verbietet sich aufgrund des hydrophoben Silikoncharakters ein Zusatz von hydrophilen Additiven.
- Desweiteren wird in der DE-OS 29 15 643 ein Material für eine elastische Abdeckung zu dem genannten Zweck beschrieben, das aus polarem Kautschuk besteht, dem neben den vernetzenden Zusätzen ein Vernetzungsaktivator und ein hydrophiles Additiv beigemischt wird. Als polare Kautschuke wurden Butadien/Acrylnitril-Copolymere (NBR) und Athylen-Vinylacetat-Copolymere genannt. Durch Verwendung dieser Materialien werden eine Verträglichkeit des Abdeckpolsters mit der wäßrigen Tinte bzw.
- der wäßrigen Flüssigkeit erreicht. Das nichtionögene wasserlösliche Additiv wirkt benetzungsfördernd auf der Düsenfläche und es wird das viskos-elastische Fließverhalten gefördert. Bei der Verarbeitung dieser Substanzen zu dickwandigen Vollmaterialien, beispielsweise zu zylindrischen Rollen, deren Oberfläche gegen die Düsenfläche zu legen ist, treten Probleme auf. Hierdurch scheint eine Verwendung zumindest für den angegebenen Zweck und in einer Serienfertigung für wenig sinnvoll. Die aus einem VAE-Copolymerisat und geringfügig auch die aus einem NBR-Copolymerisat gefertigten Formteile weisen Blasenbildung und Inhomogenität auf.
- Die Erfindung bezweckt generell eine Verbesserung elastomerer Abdichtwerkstoffe insbesondere hinsichtlich ihrer Ausscheidungen auf der abzudeckenden Düsenaustrittsfläche. Über die Abdichtfunktionen eines derartigen Stoffes hinausgehend soll eine wesentliche Verbesserung der Düsenfläche in ihrem Benetzungsverhalten durch die Anlage eines solchen Abdeckmaterials an dieser bewirkt werden für Zeiten nach ihrem Abheben.
- Darüberhinaus ist es Aufgabe der Erfindung ein Material anzugeben für eine im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebene Verwendung mit einer verbesserten inneren Verbundfestigkeit und der Möglichkeit verbesserter Abstimmbarkeit der vorgegebenen Parameter.
- Dies soll erreicht werden durch Erhöhen des Vernetzungsgrades unter Ausnutzung der bei Verwendung mit hydrophilen Zusätzen möglichen Vorteile.
- Gelöst wird die vorgenannte Aufgabe durch die Verwendung der im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Substanzen.
- Die Merkmale nach den Ansprüchen 2 bis 9 beinhalten besonders bevorzugte und vorteilhafte Zusammensetzungen. Die Merkmale des Anspruchs 10 kennzeichnen eine detaillierte und'bevorzugte Zusammensetzung nach der Erfindung.
- Durch die Wahl von unpolaren Kautschuken, insbesondere der anspruchsgemäßen EPM- bzw. EPDM-Typen, werden Vorteile gegenüber den bereits bekannten polaren Kautschuken z. B. auf VAE-Basis (Äthylenvinylacetat) erzielt. Vorteile ergeben sich aus der überraschenden Erkenntnis, daß die unpolaren Kautschuke mit polaren hydrophilen Additiven mischbar sind. Durch die Zugabe von hydrophilen Additiven ist die Vernetzungshöhe und damit das viskos-elastische Verhalten einstellbar.
- Weitere Vorteile bestehen in dem höheren Depot-Effekt, d. h.
- in einem längeren Zeitraum, in dem der hydrophile Zusatz ausmigriert und darin, daß die Mischungen in kürzerer Zeit mit geringerem Aufwand herzustellen sind.
- Die Mischungen sind einerseits in der Lage, unerwünschte, zum Teil eingedickte Tintenreste in der Abdeckphase anzulösen und aufzunehmen (Selbstreinigungseffekt), andererseits wirkt das nichtionogene wasserlösliche Additiv benetzungsfördernd auf der Düsenaustrittsfläche. Als weiterhin vorteilhaft hat sich in überraschender Weise gezeigt, daß die die hydrophilen Eigenschaften der Mischungen bewirkenden Additive, beispielsweise Polyäthylenglykol die Wirkung des viskos-elastischen Fließverhaltens verstärken, so daß die zur Abdichtung benötigten Kräfte wesentlich herabgesetzt werden können. Beim Abnehmen der Abdeckung auf der Düsenfläche zurückbleibende Anteile dieses Additivs ergänzt sich in der Oberfläche des Abdickmaterials durch Migration aus der Tiefe des Materials zur Grenzschicht hin. Diese Grenzschicht behält somit auch nach oftmaliger Benutzung ihren hydrophilen Charakter bei. Die Benetzbarkeit des Abdichtmaterials mit Tinte wird gefördert, so daß nach Abnahme der Abdeckung Tinte auf der Oberfläche verbleibt und Verunreinigungen aus der Umgebung in verstärktem Maße von dieser oberflächemäßig aufgenommen werden.
- Das Material ist auf die geforderten Parameter besser abstimmbar, so z. B. der elastische Anteil, der bestimmend ist für die Rückbildung der Oberflächenform einer aus diesem Material gefertigten elastischen Abdeckung und damit für die Vielzahl der Wiederverwendbarkeit der gleichen Flächenbereiche auf diesem.
- Um nach dem Abdichten der Düsenfläche eine gute Benetzbarkeit dieser- zu erhalten, werden die besagten hydrophilen Additive in die Mischungen eingearbeitet. Hier zeigte sich in überraschender Weise, daß die Zugabe von Hydrophilierungsmitteln überhaupt möglich ist.
- Die plastische Verformung der genannten Vulkanisate kann für bestimmte Fälle zu hoch sein. Dies kann auf einfache Weise durch die Vernetzungsisothermen gezeigt werden, wie es der Abbildung zu entnehmen ist.
Drehrnoment(Nm) Zeitrm,n) - Statt des in der Rezeptur des Anspruchs 10 genannten völlig gesättigten Äthylen-Propylen-Kautschuks (EPM) kann auch ganz oder anteilig ein teilweise ungesättigter Kautschuk dieses Typs (EPD) verwendet werden. Dieser Kautschuk bietet den Vorteil der Veränderbarkeit der Vernetzungshöhe in einer gewünschten Weise.
- Als hydrophile Additive wurden im besonderen Äthylenoxid-Addukte als besonders geeignet gefunden, insbesondere folgende Umsetzungsprodukte: Äthylenoxid mit Fettalkoholen (Genapol-Marken der Firma Hoechst), Äthylenoxid mit Fettsäuren (Genagen) und Äthylenoxid mit Aminen (Genamin), deren Grenzflächen aktive Wirkungen in besonderer Weise hierzu benutzt werden. Weiterhin sind auch Niedermolekulare Äthylenoxid-Addukte mit entständigen alkoholischen OH-Gruppen (Polyäthylenglykole) als geeignet befunden. In einigen Fällen können auch geringe Mengen eines speziellen Netzmittels, so z. B.
- eines solchen auf Fluorkohlenstoffbasis (Sulfonamidäthylenoxidaddukt mit Perfluoraltylrest) zugesetzt werden.
- Als Abdeckmaterial für den angegebenen Zweck kommt folgende beispielhafte Zusammensetzung in Betracht, wobei die Substanzen im wesentlichen in der angegebenen Reihenfolge in das Gemisch eingegeben und verarbeitet werden. In den Klammern sind Hinweise auf den Hersteller gegeben.
- Beispiel: 100 Gew.T1. Äthylen/Propylen-Kautschuk mit 40 - 50 Mol.% Propylen-Gehalt und einer Mooney-Viskosität ML (1 + 4) = 30 - 40 bei 1000C (Montedison) 25 Gew.Tl. Talkum (mineralischer Füllstoff; Sierra Talc) 1 Gew.Tl. polymers. 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolin (Alterungsschutzmittel; Bayer) 1 C.T1. Triallylcyanurat (Vernetzungsaktivator; Bayer) 0.2 Gew.Tl. Farbruß (Degussa) 5 Gew.Tl. Gemisch aus Tri-, Tetra- und Pentaäthylenglykol (Hydrophilierungsmittel; Hoechst) 2 Gew.Tl. Dicumylperoxid (Vernetzer, Akzo)
Claims (10)
- Patentansprüche: U Elastische Abdeckung zum Verschließen der eine und gegebenenfalls mehrere Düsenöffnungen aufweisenden Düsenfläche an einem mit einer wäßrigen Flüssigkeit gefüllten Tintenschreibkopf aus einem elastomeren Material mit viskos-elastischen Eigenschaften zum Auffüllen kleinster Hohl- und Zwischenräume im Bereich der zu verschließenden Düsenaustrittsfläche, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß als Material für die Abdeckung eine Mischung auf Basis eines unpolaren Kautschuks verwendet wird, dem neben den vernetzenden Zusätzen wie Peroxid (40%ig), Vernetzungsaktivator wie Triallylcyanurat und gegebenenfalls einen Füllstoff und einem Alterungsschutzmittel ein hydrophiles Additiv beigemischt ist.
- 2. Elastische Abdeckung aus einem elastomeren Material nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß als unpolarer Kautschuk ein gesättigtes Äthylen/ Propylen-Copolymer (EPM) verwendet wird.
- 3. Elastische Abdeckung aus einem elastomeren Material nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß als unpolarer Kautschuk ein geringfügig ungesättigtes Äthylen/Propylen-Terpolymer (EPDM) verwendet wird, in welchem die Terkomponente Dicyclo-Pentadien, Äthylidennorbonen, Hexadien oder.eine ähnliche misch- polymerisationsfähige Substanz ist.
- 4. Elastische Abdeckung aus einem elastomeren Material nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als hydrophiles Additiv Äthylenoxid-Addukte verwendet werden.
- 5. Elastische Abdeckung nach Anspruch 4, d a d u r c h y e k e n n z e i c h n e t , daß als hydrophiles Additiv ein Äthylenoxid-Addukt mit Fettalkoholen bzw. Propyl-oder Butylalkohol verwendet wird.
- 6. Elastische Abdeckung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als hydrophiles Additiv ein Äthylenoxid-Addukt mit Fettsäuren verwendet wird.
- 7. Elastische Abdeckung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als hydrophiles Additiv ein Äthylenoxid-Addukt mit Aminen verwendet wird.
- 8. Elastische Abdeckung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß als ein hydrophiles Additiv ein niedermolekulares Äthylenoxid-Addukt mit entständigen alkoholischen OH-Gruppen, insbesondere ein Polyäthylenglykol verwendet wird.
- 9. Elastische Abdeckung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß den Mischungen ein Netzmittel, insbesondere ein solches auf Fluourkohlenstoffbasis zugesetzt worden ist.
- 10. Elastische Abdeckung zum Verschließen der eine und gegebenenfalls mehrere Düsenöffnungen aufweisenden Düsenfläche an einem mit einer wäßrigen Flüssigkeit gefüllten Tintenschreibkopf aus einem elastomeren Material mit viskos-elastischen Eigenschaften zum Auffüllen kleinster Hohl- und Zwischenräume im Bereich der zu verschließenden Düsenfläche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das elastomere- Material aus 100 Gew.Tl. Äthvlen/Propvlen-Kautschuk mit 40 - 50 Mol.% Propylen-Gehalt und einer Mooney-Viskosität ML (1 + 4) = 30 - 40 bei 1000C, 25 (20 - 100) Gew.Tl. Talkum (mineralischer Füllstoff), 1 (0,5 - 2) Gew.Tl. polymeris. 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolin (Alterungsschutzmittel), 1 (0,5 - 2) Gew.Tl. Triallylcyanurat (Vernetzungsaktivator), 0,2 (0,1 - 0,5) Gew.Tl. Farbruß, 5 (3 - 10) Gew.Tl. Gemisch aus Tri-, Tetra- und Pentaäthylenglykol (Hydrophilierungsmittel) und 2 (1,5 - 2,5) Gew.Tl. Dicumylperoxid besteht.
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| DE19803043128 Withdrawn DE3043128A1 (de) | 1980-11-15 | 1980-11-15 | Elastische abdeckung aus einem elastomeren material zum verschliessen der duesenflaeche an einem tintenschreibkopf |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3043128A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4326564A1 (de) * | 1993-08-07 | 1995-02-09 | Inkjet Systems Gmbh Co Kg | Düsenabdeckung für einen Tintendruckkopf und Verfahren zum Aufbringen derselben |
-
1980
- 1980-11-15 DE DE19803043128 patent/DE3043128A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4326564A1 (de) * | 1993-08-07 | 1995-02-09 | Inkjet Systems Gmbh Co Kg | Düsenabdeckung für einen Tintendruckkopf und Verfahren zum Aufbringen derselben |
| DE4326564C2 (de) * | 1993-08-07 | 1998-05-28 | Eastman Kodak Co | Düsenabdeckung für einen Tintendruckkopf und Verfahren zum Aufbringen derselben |
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