DE602004009528T2

DE602004009528T2 - Polymerkolloide enthaltende Tintenstrahldruckfarben zum Bedrucken von nichtporösen Substraten

Info

Publication number: DE602004009528T2
Application number: DE602004009528T
Authority: DE
Inventors: Phillip C. San Marcos Cagle
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2024-08-03
Also published as: JP2005220352A; US20050176847A1; DE602004009528D1; US8440742B2; EP1561788B1; JP4520871B2; EP1561788A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf polymerkolloidhaltige Tintenstrahltinten, die mit annehmbarem Haftvermögen auf nicht poröse Substrate gedruckt werden können.
Hintergrund der Erfindung
Es gibt mehrere Gründe, aus denen Tintenstrahldrucken zu einer beliebten Weise eines Aufzeichnens von Bildern auf verschiedenen Medienoberflächen, insbesondere Papier, geworden ist. Einige dieser Gründe umfassen ein geringes Druckerrauschen, die Fähigkeit einer Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung und die Fähigkeit einer Vielfarbaufzeichnung. Zusätzlich können diese Vorteile mit für die Verbraucher relativ niedrigem Preis erhalten werden. Obwohl es in der Tintenstrahldrucktechnologie große Fortschritte gegeben hat, gibt es dennoch Verbesserung, die in vielen Bereichen durchgeführt werden kann.
In Bezug auf die chemische Tintenstrahltintenzusammensetzung ist der Großteil kommerzieller Tintenstrahltinten auf Wasserbasis. So sind deren Bestandteile allgemein wasserlöslich (wie in dem Fall vieler Farbstoffe) oder in Wasser dispergierbar (wie in dem Fall vieler Pigmente). Aufgrund ihrer Natur auf Wasserbasis neigen Tintenstrahltintensysteme allgemein dazu, im Vergleich zu anderen Photographie- oder Druckverfahren ein schlechteres Bildverblassen und eine schlechtere Haltbarkeit zu zeigen, wenn sie Wasser oder hoher Feuchtigkeit ausgesetzt werden.
Es hat eine starke Verbesserung auf dem Gebiet der Wasserbeständigkeit von Tintenstrahltinten durch Beinhaltung bestimmter tintenstrahlkompatibler Polymerkolloide gegeben. Das Polymerkolloid kann hydrophobe Polymerteilchen im Submikrometerbereich mit hohem Molekulargewicht aufweisen, die in einem wässrigen Fluid dispergiert sind, wobei dieses Fluid letztendlich zumindest Teil eines flüssigen Trägermittels einer Tintenstrahltinte wird. Wenn Polymerkolloidteilchen der Tinte als Teil einer Tintenstrahltinte gedruckt werden, können diese einen hydrophoben Druckfilm auf einer Medienoberfläche bilden und dabei das Farbmittel innerhalb oder unterhalb des Films einfangen und schützen. Wenn jedoch auf nicht poröse Substrate gedruckt wird, kann es schwierig sein, ein gutes Haftvermögen zwischen dem Substrat und dem Polymerkolloid oder Farbmittel, das in der Tintenstrahltinte vorhanden ist, zu erzielen. So wären Verbesserungen beim Tintenstrahldrucken auf nicht poröse Substrate ein Fortschritt in der Technik.
Zusammenfassung der Erfindung
Bei einem Ausführungsbeispiel weist ein System zum Drucken von Bildern eine Tintenstrahltinte auf, die ein wässriges flüssiges Trägermittel mit zumindest einem flüchtigen Co-Lösungsmittel umfasst, wobei jedes vorhandene flüchtige Co-Lösungsmittel einen Siedepunkt bei oder unter etwa 285°C aufweist, wobei die Gesamtmenge vorhandenen flüchtigen Co-Lösungsmittels in der Tintenstrahltinte zwischen 5 Gewichtsprozent und 50 Gewichtsprozent beträgt. Zusätzlich sind mit Säure funktionalisierte Polymerkolloidteilchen und an ein Polymer gebundene Pigmentfarbmittel in dem flüssigen Trägermittel dispergiert. Ein Tintenstrahldruckkopf ist ebenso als Teil des Systems, das zum Drucken von Tintenstrahltinte konfiguriert ist, beinhaltet. Ferner ist auch ein nicht-poröses Substrat, das zum Aufnehmen der Tintenstrahltinte auf ein Bedrucken mit dem Tintenstrahldruckkopf hin konfiguriert ist, beinhaltet, sowie ein Heizelement, das zum Erwärmen des Bildes, sobald dasselbe gedruckt wurde, konfiguriert ist.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann ein Verfahren zum Drucken eines Bildes mit guter Abriebbeständigkeit ein Tintenstrahlen einer Tintenstrahltinte auf ein nicht-poröses Substrat aufweisen. Die Tintenstrahltinte kann ein wässriges flüssiges Trägermittel mit mit Säure funktionalisierten Polymerkolloidteilchen und an ein Polymer gebundenen Pigmentfarbmitteln, die in dem flüssigen Trägermittel dispergiert sind, umfassen.
Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die beispielhaft Merkmale der Erfindung erläutert, ersichtlich werden.
Detaillierte Beschreibung des/der bevorzugten Ausführungsbeispiels/e
Bevor die vorliegende Erfindung offenbart und beschrieben wird, wird darauf verwiesen, dass diese Erfindung nicht auf die bestimmten Verfahrensschritte und Materialien, die hierin offenbart sind, eingeschränkt ist, da derartige Verfahrensschritte und Materialien etwas variieren können. Es wird außerdem darauf verwiesen, dass die hierin verwendete Terminologie lediglich zu dem Zweck einer Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele verwendet wird. Die Ausdrücke sollen nicht einschränkend sein, da der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nur durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente eingeschränkt sein soll.
Es muss angemerkt werden, dass die Singularformen "einer/eine/eines" und „der/die/das", wie sie in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen Verwendet werden, Pluralbezugnahmen umfassen, es sei denn, der Kontext gibt dies klar anderweitig vor.
Wie „flüssiges Trägermittel" oder „Tintenträgermittel" hierin verwendet wird, bezieht es sich auf das Fluid, in dem Pigment- und Polymerkolloidteilchen dispergiert sind, um tintenstrahlbare polymerkolloidhaltige Tintenstrahltinten gemäß der vorliegenden Erfindung zu bilden. Viele flüssige Trägermittel und Trägermittelkomponenten sind in der Technik bekannt. Typische Tintenträgermittel können eine Mischung einer Vielzahl unterschiedlicher Mittel umfassen, wie z. B. oberflächenaktive Mittel, Co-Lösungsmittel, Puffer, Biozide, Maskierungsmittel, Viskositätsmodifizierer und Wasser. Zusätzlich zu den obigen Mitteln, die vorhanden sein können, muss das flüssige Trägermittel zumindest ein flüchtiges Co-Lösungsmittel umfassen, wobei jedes vorhandene flüchtige Co-Lösungsmittel einen Siedepunkt bei oder unter etwa 285°C aufweist, wobei die Gesamtmenge vorhandenen flüchtigen Co-Lösungsmittels in der Tintenstrahltinte zwischen 5 Gewichtsprozent und 50 Gewichtsprozent beträgt. Ferner kann bei einem Ausführungsbeispiel eine wässrige Phase einer Polymerkolloidsuspension Teil des flüssigen Trägermittels werden.
Der Ausdruck „Pigment" kann als Teilchen dispergierbare Farbmittel umfassen, die in einem flüssigen Trägermittel gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung suspendiert oder dispergiert sein können. Unabhängig von anderen Pigmenten, die vorhanden sein könnten, ist zumindest ein Pigmenttyp, der vorhanden sein muss, ein an ein Polymer gebundenes Pigment. „An ein Polymer gebundene Pigmente" umfassen Pigmente mit einem Polymer, das kovalent an die Oberfläche des Pigments gebunden ist, einem Polymer, das auf die Oberfläche des Pigments adsorbiert oder gepfropft ist, oder einem Pigment, das zumindest teilweise durch ein Polymer eingekapselt ist. Das Pigment selbst kann ein selbst dispergiertes Pigment oder ein nicht selbst dispergiertes Pigment sein. Selbst dispergierte Pigmente umfassen diejenigen, die chemisch mit einer Ladung oder einer Polymergruppe oberflächenmodifiziert wurden. Diese chemische Modifizierung hilft dabei, dass das Pigment in einem flüssigen Trägermittel dispergiert wird und/oder im Wesentlichen so bleibt. Wenn eine Polymergruppierung die Oberflächenmodifizierung bereitstellt, wird sie ohne weitere Modifizierung als ein an ein Polymer gebundenes Pigment betrachtet, obwohl eine weitere Modifizierung nicht ausgeschlossen ist. Das Pigment, das zur Bildung des an ein Polymer gebundenen Pigments verwendet wird, kann auch ein nicht selbst dispergiertes Pigment sein, das ein separates und nicht gebundenes Dispersionsmittel (das z. B. ein Polymer, ein Oligomer oder ein oberflächenaktives Mittel sein kann) in dem flüssigen Trägermittel verwendet, oder physisch an die Oberfläche des Pigments beschichtet ist.
Der Ausdruck „Polymerkolloid" umfasst Polymerteilchen, wie z. B. mit Säure funktionalisierte Polymerteilchen, die in einem wässrigen Medium suspendiert sind. Ein Polymerkolloid kann durch Co-Polymerisieren einer Öl-in-Wasser-„Monomeremulsion” hergestellt werden, derart, dass die organische Phase in einer wässrigen oder Wasserphase emulgiert ist. Sobald die Monomeremulsion polymerisiert ist, kann ein Polymerkolloid, wie z. B. eine Latexdispersion, gebildet werden. Alternativ kann ein Polymerkolloid durch eine Lösung eines Polymers in einem organischen Lösungsmittel und „Umkehren" der Zusammensetzung, d. h. Platzieren der organischen Phase in Wasser, was bewirkt, dass sich kleine Polymerteilchen in dem Wasser bilden, hergestellt werden. Dies ist ein übliches Verfahren, das zur Bildung von Polyurethan- und anderen Polymerdispersionen verwendet wird. Andere Techniken zum Herstellen von Polymerkolloiden können ebenso implementiert werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist ein Polymerkolloid eine flüssige Suspension, die eine Flüssigkeit (wie z. B. Wasser und/oder andere Flüssigkeiten) und Polymerteilchen mit einer Größe von 20 nm bis 500 nm (vorzugsweise von 100 nm bis 300 nm) und mit einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht zwischen etwa 10.000 Mw und 2.000.000 Mw (vorzugsweise von etwa 40.000 Mw bis 100.000 Mw) aufweist. Typischerweise kann das Polymerteilchen in der Flüssigkeit mit zwischen 0,5 Gewichtsprozent und 15 Gewichtsprozent vorhanden sein. Derartige Polymerteilchen können eine Mehrzahl von Monomeren aufwei sen, die typischerweise zufällig polymerisiert sind, und können außerdem vernetzt sein und/oder neutralisierte Oberflächensäuregruppen aufweisen. Bei Vernetzung kann das Molekulargewicht noch höher als das oben genannte sein. Zusätzlich kann bei einem Ausführungsbeispiel die Polymerkolloidkomponente eine Glasübergangstemperatur von etwa –25°C bis 100°C aufweisen.
Der Ausdruck „Polymerkolloidteilchen" oder „Polymerkolloidpartikel" bezeichnet die Polymermassen, die in einer Polymerkolloiddispersion dispergiert sind. Die Polymerkolloidteilchen können „mit Säure funktionalisierte Polymerkolloidteilchen" oder „gesäuerte Polymerkolloidteilchen" sein, die sich auf neutralisierte Säuregruppen von Polymerkolloidteilchen beziehen, die an der Oberfläche von Polymerkolloidteilchen vorhanden sein können. Die Säuregruppen verleihen den Polymerkolloidteilchen elektrostatische Stabilisierung, um eine Aggregation von Teilchen zu Teilchen während eines Heizereignisses und während der Lagerung zu vermeiden.
Der Ausdruck „flüchtiges Co-Lösungsmittel" bezieht sich auf Co-Lösungsmittel, vorzugsweise Feuchthaltemittel-Co-Lösungsmittel, mit einem Siedepunkt bei oder unter etwa 285°C. Tetraethylenglykol ist ein klassisches Feuchthaltemittel-Co-Lösungsmittel, Tetraethylenglykol weist jedoch keinen Siedepunkt auf, der weniger als 285°C beträgt, und würde so zu Zwecken der vorliegenden Erfindung nicht als ein flüchtiges Co-Lösungsmittel betrachtet werden.
Der Ausdruck „Feuchthaltemittel" bezieht sich auf Substanzen, die Feuchtigkeit halten oder in Kombination andere Substanzen beim Halten von Feuchtigkeit unterstützen. In anderen Worten, ein Feuchthaltemittel ist eine Substanz, die ein Halten von Feuchtigkeit fördert, und wird oft zu einer anderen Substanz zugegeben, um diese Substanz feucht zu halten.
Der Ausdruck „nicht-porös", bei Bezugnahme auf ein Substrat, wie z. B. ein Mediensubstrat, umfasst Oberflächen, die eine relativ schlechte Wasserpermeabilität, Absorption und/oder Adsorption aufweisen können. Vinyl- und andere Kunststoffschichten oder -Filme, Metalle, beschichtete Offset-Medien, Glas, bestimmte Hölzer und weitere ähnliche Substrate werden als nicht-porös betrachtet.
Konzentrationen, Mengen und andere numerische Daten können hierin in einem Bereichsformat ausgedrückt oder vorgelegt werden. Es wird darauf verwiesen, dass ein derartiges Bereichsformat aus Bequemlichkeit und zur Kürze verwendet wird und so in einer flexiblen Weise interpretiert werden soll, um nicht nur die numerischen Werte, die explizit als die Grenzen des Bereichs genannt sind, zu umfassen, sondern um auch alle einzelnen numerischen Werte oder Teilbereiche zu umfassen, die innerhalb dieses Bereichs beinhaltet sind, als ob jeder numerische Wert und jeder Teilbereich explizit genannt ist. Zur Erläuterung soll ein Konzentrationsbereich von „0,1 Gewichtsprozent bis 5 Gewichtsprozent" interpretiert werden, um nicht nur die explizit genannte Konzentration von 0,1 Gewichtsprozent bis 5 Gewichtsprozent zu umfassen, sondern auch um einzelne Konzentrationen und die Teilbereiche innerhalb des angezeigten Bereichs zu umfassen. So sind in diesem numerischen Bereich einzelne Konzentrationen beinhaltet, wie z. B. 1 Gewichtsprozent, 2 Gewichtsprozent, 3 Gewichtsprozent und 4 Gewichtsprozent, sowie Teilbereiche, wie z. B. zwischen 0,1 Gewichtsprozent und 1,5 Gewichtsprozent, 1 Gewichtsprozent und 3 Gewichtsprozent, zwischen 2 Gewichtsprozent und 4 Gewichtsprozent, zwischen 3 Gewichtsprozent und 5 Gewichtsprozent usw. Das gleiche Prinzip trifft auf Bereiche zu, die nur einen numerischen Wert nennen. Zum Beispiel soll ein Bereich, der mit "weniger als 5 Gewichtsprozent" bezeichnet ist, interpretiert werden, um alle Werte und Teilbereiche zwischen 0 Gewichtsprozent und 5 Gewichtsprozent zu umfassen. Ferner soll eine derartige Interpretation unabhängig von der Breite des Bereichs oder den Charakteristika, die gerade geschrieben werden, zutreffen.
Der Ausdruck „etwa" bei Bezugnahme auf einen numerischen Wert oder Bereich soll die Werte umfassen, die aus einem experimentellen Fehler resultieren, der bei der Durchführung von Messungen auftreten kann.
Mit diesen Definitionen im Hinterkopf können pigmentierte Tintenstrahltinten mit der Verwendung eines Polymerbindemittels hergestellt werden, um eine Abriebbeständigkeit eines Bildes, das auf ein Druckmedium gedruckt ist, zu erzielen. Auf poröseren Medien, wie z. B. Büropapier, kann die Abriebbeständigkeit durch Adhäsion des Polymerbindemittels mit der Medienoberfläche erzielt werden. Bei nicht-porösen Medien, wie z. B. beschichteten Offset-Medien, Vinyl- oder anderen Kunststofffilmen, Metallen, Glas, Verpackungsmaterial usw., jedoch ist die Abriebbeständigkeit viel schwieriger zu erzielen. Nach einem Drucken können die Farbmittelteilchen, wenn die Oberfläche im Wesentlichen nicht porös ist, innerhalb eines porösen Netzwerks vergraben werden, wie dies der Fall bei porösen Medien ist. Nicht poröse Medien lassen das Farbmittel größtenteils freiliegend auf der Oberfläche des Mediums. So wurde erkannt, dass durch Formulieren von Tintenstrahltintenzusammensetzungen, die mehr wie ein kohäsiver Film wirken, Adhäsion und Abriebbeständigkeit verbessert werden können.
Tintenstrahldruckverfahren, insbesondere ein thermisches Tintenstrahldruckverfahren, bürden eine Anzahl von Einschränkungen für die Zusammensetzung des Polymerbindemittels auf, das in einer derartigen Tintenstrahltintenformulierung verwendet werden kann, was beim Formulieren einer Tintenstrahltinte problematisch sein kann. Typischerweise neigen Trocken- und Nass-Abriebbeständigkeit dazu, sich mit der Verwendung schwer löslicher Materialien eines hohen Molekulargewichts, die gute mechanische Eigenschaften bereitstellen und gegenüber einer Wiederauflösung widerstandsfähig sind, zu verbessern. Umgekehrt werden, um ein zuverlässiges Strahlen aus einem Tintenstrahlstift bereitzustellen, lösliche Materialien mit einem niedrigen Molekulargewicht (um die Tintenviskosität zu minimieren), und die relativ hohe Wiederauflösungsraten besitzen, um Entdeckelungs- und Strahlfähigkeitsprobleme zu vermeiden, gerne zur Verwendung bevorzugt. Eine Art und Weise, diese Beschränkungen zu umgehen, besteht darin, Dispersionen von Polymeren zu verwenden (Latexe, Emulsion, Polymerdispersionen usw.). Die Polymerdispersionen können als Teilchen verbleiben, bis die Tinte ausgetrocknet ist, dann können die Teilchen in einem Film verschmelzen. Auf diese Weise können haltbare Bilder selbst aus Tintenstrahlstrukturen mit geringem Tropfengewicht gedruckt werden. Polymerkolloide, wie z. B. Latexdispersionen, sind zu diesem Zweck besonders nützlich.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist ein System zum Drucken von Bildern eine Tintenstrahltinte auf, die ein wässriges flüssiges Trägermittel mit mit Säure funktionalisierten Polymerkolloidteilchen und an ein Polymer gebundenen Pigmentfarbmitteln, die in dem flüssigen Trägermittel dispergiert sind, umfasst. Das flüssige Trägermittel umfasst eines oder mehrere flüchtige Co-Lösungsmittel, wobei jedes vorhandene flüchtige Co-Lösungsmittel einen Siedepunkt bei oder unter etwa 285°C aufweist, wobei das Gesamtgewicht vorhandenen flüchtigen Co-Lösungsmittels in der Tintenstrahltinte zwischen 5 Gewichtsprozent und 50 Gewichtsprozent beträgt. Das System umfasst ferner einen Tintenstrahldruckkopf, der zum Drucken von Tintenstrahltinte konfiguriert ist, und ein nicht-poröses Substrat, das zum Aufnehmen der Tintenstrahltinte auf ein Bedrucken mit der Tintenstrahltinte hin, gefolgt durch einen Heizschritt, konfiguriert ist.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann ein Verfahren zum Drucken eines Bildes mit guter Abriebbeständigkeit den Schritt eines Tintenstrahlens einer Tintenstrahltinte auf ein nicht poröses Substrat aufweisen. Die Tintenstrahltinte kann ein wässriges flüssiges Trägermittel mit einem oder mehreren flüchtigen Co-Lösungsmitteln umfassen, wobei jedes vorhandene flüchtige Co-Lösungsmittel einen Siedepunkt bei oder unter etwa. 285°C aufweist, wobei die Gesamtmenge vorhandenen flüchtigen Co-Lösungsmittels in der Tintenstrahltinte zwischen 5 Gewichtsprozent und 50 Gewichtsprozent beträgt. Die Tintenstrahltinte kann außerdem mit Säure funktionalisierte Polymerkolloidteilchen umfassen, die in dem flüssigen Trägermittel dispergiert sind, sowie an ein Polymer gebundene Pigmentfarbmittel, die in dem flüssigen Trägermittel dispergiert sind.
Bei jedem der obigen Ausführungsbeispiele umfasst das flüssige Trägermittel vorzugsweise nicht mehr als 10 Gewichtsprozent nicht-flüchtiges Co-Lösungsmittel und kann sogar nicht mehr als 2 Gewichtsprozent nichtflüchtiges Co-Lösungsmittel umfassen. Dennoch kann bei anderen Ausführungsbeispielen das flüssige Trägermittel frei von nichtflüchtigen Co-Lösungsmitteln sein.

Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung muss das flüssige Trägermittel Wasser und zwischen 5 Gewichtsprozent und 50 Gewichtsprozent eines oder mehrerer flüchtiger Co-Lösungsmittel umfassen, die mit Wärmebehandlung heraus getrieben werden können, wenn eine geeignete Wärmemenge angelegt wird. Diese Menge an flüchtigem Co-Lösungsmittel kann durch ein einzelnes flüchtiges Co-Lösungsmittel bereitgestellt werden oder kann durch eine Mischung flüchtiger Co-Lösungsmittel bereitgestellt werden. Tabelle 1 unten stellt eine Liste flüchtiger Co-Lösungsmittel bereit, von denen viele auch Feuchthaltemittel sind, und die jeweils einen Siedepunkt bei oder unter etwa 285°C aufweisen. Tabelle 1

Lösungsmittel	Siedepunkt (°C)
Ethylenglykol	196
Di(Ethylenglykol)	245
Tri(Ethylenglykol)	285
Propylenglykol	188
Di(Propylenglykol)	245
2-Pyrrolidinon	245
N-Methylpyrrolidinon	202
1,2-Propandiol	187
1,3-Propandiol	214
1,2-Butandiol	194
1,3-Butandiol	203
1,4-Butandiol	230
2,3-Butandiol	183
2,2-Dimethyl-1,3-Propandiol	210
2-Methyl-1,3-Propandiol (MPdiol)	213
1,2-Pentandiol	206
1,5-Pentandiol	242
2,4-Pentandiol	201
1,2-Hexandiol	223
3,5-Dimethyl-3-Hexyn-2,5-Diol	205
2,5-Hexandiol	221
2-Methyl-2,4-Pentandiol (Hexylenglykol)	198
1,6-Hexandiol	250
2-Ethyl-1,3-Hexandiol	242
2,2,4-Trimethyl-1,3-Pentandiol (TMPD-Glykol)	215–235
2,5-Dimethyl-2,5 Hexandiol	214
Sulfolan	285
1,4-Cyclohexandimethanol	285
2,2-Thiodiethanol	282
3-Pyridylcarbinol	266
Propylenglykolmethylether	120
Dipropylenglykolmethylether	190
Tripropylenglykolmethylether	243
Propylenglykolethylether	133
Propylenglykol-n-Propylether	149
Dipropylenglykol-n-Propylether	213
Tripropylenglykol-n-Propylether	261
Propylenglykol-n-Butylether	171
Dipropylenglykol-n-Butylether	230
Tripropylenglykol-n-Butylether	274
Propylenglykol-t-Butylether	153
Dipropylenglykol-t-Butylether	212
Propylenglykolphenylether	243
Ethylenglykolmethylether	125
Diethylenglykolmethylether	194
Triethylenglykolmethylether	249
Ethylenglykolethylether	135
Diethylenglykolethylether	202
Triethylenglykolethylether	256
Ethylenglykol-n-Propylether	150
Ethylenglykol-n-Butylether	171
Diethylenglykol-n-Butylether	230
Triethylenglykol-n-Butylether	280
Ethylenglykol-n-Hexylether	208
Diethylenglykol-n-Hexylether	259
Ethylenglykolphenylether	244

LEG-1 und Tetraethylenglykol, die häufig als Feuchthaltemittel in pigmentierten Tintenstrahltintensystemen verwendet werden, sind Co-Lösungsmittel, die nicht ausreichend flüchtig zur Verwendung als das flüchtige Co-Lösungsmittel gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung sind, da sie dazu neigen, restliches Lösungsmittel nach dem Drucken in dem Tintenfilm zurückzulassen. Da die Tintenstrahltinten konfiguriert sind, um auf glatte oder nicht poröse Oberflächen gedruckt zu werden, kann die Verwendung eines derartigen Lösungsmittels in einer zu großen Menge die Haltbarkeit des Bildes auf dem Substrat zerstören. So können bei einem Ausführungsbeispiel nichtflüchtige Co-Lösungsmittel in minimalen Mengen vorhanden sein, z. B. weniger als 10 Gewichtsprozent, oder sogar 2 Gewichtsprozent. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel können nichtflüchtige Co-Lösungsmittel vollständig aus der Formulierung des flüssigen Trägermittels entfernt werden. Wenn ein nichtflüchtiges Co-Lösungsmittel vorhanden ist, wird es bevorzugt, dass dasselbe verglichen mit der Menge an flüchtigem Co-Lösungsmittel in einer kleinen Menge beinhaltet ist. 2 Gewichtsprozent Tetraethylenglykol z. B. verglichen mit 12 Gewichtsprozent einer Mischung flüchtigen Co-Lösungsmittels können zur Verwendung gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung annehmbar sein. Ein Beinhalten von Tetraethylenglykol oder LEG-1 in einer Tintenstrahltintenformulierung z. B. kann anderen Zwecken als einem Verbessern einer Bilddauerhaftigkeit dienen, wie z. B. einem Verbessern von Strahlfähigkeit der Tintenstrahlstruktur. Wenn Strahlfähigkeit oder andere Peripheriegerätbelange nicht problematisch sind, kann bei einem Ausführungsbeispiel, wie erwähnt wurde, die Tintenstrahltinte vollständig frei von nichtflüchtigen Co-Lösungsmitteln sein.
Wie erwähnt wurde, können zusätzlich zu dem flüchtigen Co-Lösungsmittel, das vorhanden ist, andere Zusatzstoffe ebenso verwendet werden, um das flüssige Trägermittel zu bilden, einschließlich einer Mischung einer Vielzahl unterschiedlicher Mittel, wie z. B. oberflächenaktiver Mittel, anderer Co-Lösungsmittel, Puffer, Biozide, Maskierungsmittel, Viskositätsmodifizierer und Wasser. Eine typische Formulierung eines flüssigen Trägermittels, die mit den Polymerkolloiddispersionen und Polymerkolloidtintenstrahltinten, die hierin beschrieben sind, verwendet werden kann, kann Wasser und wahlweise eines oder mehrere zusätzliche Co-Lösungsmittel umfassen, die insgesamt abhängig von der Tintenstrahlstruktur mit zwischen 0,1 Gewichtsprozent und 30 Gewichtsprozent vorhanden sind. So umfassen zusätzlich zu den obigen exemplarischen spezifischen flüchtigen Co-Lösungsmitteln, die verwendet werden können, allgemeinere Klassen von Co-Lösungsmitteln, die verwendet werden können, aliphatische Alkohole, aromatische Alkohole, Diole, Glykolether, Polyglykolether, Caprolactame, Formamide, Acetamide und langkettige Alkohole. Beispiele derartiger Verbindungen umfassen primäre aliphatische Alkohole, sekundäre aliphatische Alkohole, 1,2-Alkohole, 1,3-Alkohole, 1,5-Alkohole, Ethylenglykolalkylether, Propylenglykolalkylether, höhere Homologe von Polyethylenglykolalkylethern, N-Alkyl-Caprolactame, nicht substituierte Caprolactame, sowohl substituierte als auch nicht substituierte Formamide, sowohl substituierte als auch nicht substituierte Acetamide und dergleichen. Beim Auswählen eines Co-Lösungsmittels zur Verwendung kann, wenn dieses als ein flüchtiges Co-Lösungsmittel betrachtet wird, es gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, wie beschrieben wurde, beinhaltet sein. Wenn das Co-Lösungsmittel nicht flüchtig ist, sollte es nur in relativ kleinen Mengen, falls überhaupt, verglichen mit der Menge an flüchtigem Co-Lösungsmittel beinhaltet sein. Zusätzlich ist, wenn ein größerer Teil flüchtigen Co-Lösungsmittels vorhanden ist, z. B. > 7 Gewichtsprozent, eine größere Menge an nichtflüchtigem Co-Lösungsmittel weniger problematisch.
Eines oder mehrere vieler oberflächenaktiver Mittel können auch gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Derartige oberflächenaktive Mittel umfassen Alkylpolyethylenoxide, Alkylphenylpolyethylenoxide, Polyethylenoxid-Block-Co-Copolymere, Acetylenpolyethylenoxide, Polyethylenoxid-(Di-)Ester, Polyethylenoxidamine, protonierte Polyethylenoxidamine, protonierte Polyethylenoxidamide, Dimethiconcopolyole, Fluoroalkylpolyethylenoxide, substituierte Aminoxide und dergleichen. Die Menge an oberflächenaktivem Mittel, die zu der Formulierung dieser Erfindung zugegeben wird, kann, falls zugegeben, zwischen 0,01 Gewichtsprozent und 10 Gewichtsprozent variieren.
In Bezug auf die Co-Lösungsmittel und oberflächenaktiven Mittel, die vorhanden sein können, kann eine Auswahl derartiger zu verwendender Komponenten eine Auswertung in Bezug auf die Benetzungseigenschaften der Komponenten umfassen. Das flüssige Trägermittel kann z. B. andere Co-Lösungsmittel, Feuchthaltemittel und/oder oberflächenaktive Mittel umfassen, die als Benetzungsmittel wirken, wie z. B. aliphatische C₅- bis C₂₂-Kohlenwasserstoffe, Silikon, Fluorkohlenwasserstoff-Oberflächenaktivmittel oder dergleichen. Diese Komponenten können verwendet werden, um Medien mit niedriger Oberflächenenergie zu befeuchten.
Konsistent mit der Formulierung dieser Erfindung können verschiedene andere Zusatzstoffe eingesetzt werden, um die Eigenschaften der Tintenzusammensetzung für spezifische Anwendungen zu optimieren. Beispiele dieser Zusatzstoffe sind diejenigen, die zugegeben werden, um das Wachstum schädlicher Mikroorganismen zu hemmen. Diese Zusatzstoffe könnten Biozide, Fungizide und andere mikrobielle Mittel sein, die routinemäßig in Tintenformulierungen verwendet werden. Beispiele geeigneter mirkobieller Mittel umfassen Nuosept (Nudex, Inc.), Ucarcide (Union carbide Corp.), Vancide (R. T. Vanderbilt Co.), Proxel (ICI America) und Kombinationen derselben, sind jedoch nicht darauf eingeschränkt.
Maskierungsmittel, wie z. B. EDTA (Ethylendiamintetraessigsäure), könnten beinhaltet sein, um die nachteiligen Effekte von Schwermetallverunreinigungen zu beseitigen, und Pufferlösungen könnten verwendet werden, um den pH-Wert der Tinte zu steuern. Zwischen 0 Gewichtsprozent und 2 Gewichtsprozent können z. B. verwendet werden. Viskositätsmodifizierer und Puffer können ebenso vorhanden sein, sowie weitere Zusatzstoffe, die Fachleuten bekannt sind, um Eigenschaften der Tinte wie erwünscht zu modifizieren. Derartige Zusatzstoffe können insgesamt mit zwischen 0 Gewichtsprozent und 20 Gewichtsprozent vorhanden sein.
Hinsichtlich des an ein Polymer gebundenen Pigments, das in der Formulierung vorhanden ist, kann bei einem Ausführungsbeispiel das Farbmittel mit zwischen 0,1 Gewichtsprozent und 10 Gewichtsprozent vorhanden sein. Exemplarische an ein Polymer gebundene Pigmente, die verwendet werden können, umfassen Polymer-adsorbierte Pigmente, an ein Polymer gepfropfte Pigmente, in ein Polymer eingekapselte Pigmente und Pigmente mit einem Polymer, das kovalent an dessen Oberfläche gebunden ist. Ein einzelnes Beispiel von an ein Polymer gebundenen Pigmenten ist ein Kohleschwarzpigment, das an ein Styrenacrylcopolymer gebunden, durch dasselbe mikroeingekapselt oder daran gepfropft ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann das gewichtsgemittelte Molekulargewicht des Copolymers zwischen 10.000 Mw und 30.000 Mw betragen. Weitere Beispiele wären für einen Fachmann nach Betrachtung der vorliegenden Beschreibung ersichtlich.
Unter Bezugnahme auf die Polymerkolloidteilchen, die in der Polymerkolloiddispersion oder der polymerkolloidhaltigen Tintenstrahltinte vorhanden sein können, können einer oder mehrere von vielen unterschiedlichen Typen von Polymerkolloiden verwendet werden. Polymerkolloide, wie z. B. Latexdispersionen, die besonders zur Verwendung in einer Tintenstrahlstruktur angepasst sind, werden jedoch bevorzugt. Latexteilchen, wie z. B. in Latexfarben oder dergleichen vorhanden sind, die dazu neigen, sich abzusetzen und ein Umrühren zu erfordern, werden, obwohl diese nicht außerhalb der vorliegenden Erfindung sind, zur Verwendung weniger bevorzugt.
Es wird angemerkt, dass die Polymerkolloiddispersionen und Polymerkolloid-Tintenstrahltinten der vorliegenden Erfindung inhärent eine vorherrschend wässrige Phase (oder flüssige Phase) umfassen, die Wasser und andere Komponenten, wie z. B. oberflächenaktive Mittel, Co-Lösungsmittel usw., umfassen kann. So können der Flüssigphase der Polymerkolloiddispersion Komponenten eines flüssigen Trägermittels beigemengt werden, um das flüssige Trägermittel zu bilden, oder die Flüssigphase kann nach Zugabe von Farbmitteln zu dem flüssigen Trägermittel werden.
Polymerkolloidteilchen mit Oberflächensäuregruppen neigen dazu, über längere Zeiträume stabiler zu sein, und neigen dazu, einer Aggregation zu widerstehen. So können bei einem Ausführungsbeispiel neutralisierte Oberflächensäuregruppen an den Polymerkolloidteilchen vorhanden sein. Diese Säuregruppen können in allen Polymerkolloidteilchen vorhanden sein, einschließlich auf den Oberflächen, oder können an den Oberflächen stärker konzentriert sein. Bei einem detaillierteren Aspekt können die Polymerkolloidteilchen unter Verwendung von Säuremonomeren hergestellt sein, die mit anderen Monomeren copolymerisiert sind, um eine Monomeremulsion zu bilden, die wiederum initiiert wird, um die Polymerkolloidteilchen zu bilden. Die Säurefunktionalitäten werden neutralisiert, um eine Oberflächenladung auf den Polymerkolloidteilchen zu schaffen. Bei diesem Ausführungsbeispiel können die Säuremonomere mit zwischen 1 Gewichtsprozent und 15 Gewichtsprozent der Gesamtmonomere vorhanden sein, die verwendet werden, um die Polymerkolloidteilchen zu bilden. Typische Säuren, die bisher verwendet wurden, um die Oberfläche von Polymerkolloidteilchen zu versauern, umfassten Carbonsäuren, stärkere Säuren können jedoch ebenso verwendet werden. Carbonsäuren sind schwache Säuren, die ziemlich effektiv zur Verwendung in Polymerkolloid/Tintenstrahltinte-Systemen sind. Mit Methacrylsäure funktionalisierte Polymerkolloidteilchen z. B. können unter Verwendung von 6 Gewichtsprozent methacrylsäurehaltiger Monomere gebildet werden. Während der Herstellung bleibt etwa die Hälfte der Methacrylsäuremonomere in der Masse der Polymerpartikel und der Rest kann zu der Oberfläche der Partikel migrieren.
Bei einem weiteren detaillierteren Aspekt können die Polymerkolloidteilchen durch mehrere Monomere bereitgestellt werden, die copolymerisiert sind, um die Polymerkolloidteilchen zu bilden, wobei die mehreren Monomere zumindest ein Vernetzungsmonomer umfassen, das mit zwischen 0,1 Gewichtsprozent und 3 Gewichtsprozent der Gesamtmonomere vorhanden ist, die zur Bildung der Polymerkolloidteilchen verwendet werden. Ein derartiges Vernetzungsmonomer stellt nicht die Säuregruppen bereit, kann jedoch andere Eigenschaften für das Polymerkolloid bereitstellen, die für Tintenstrahlanwendungen wünschenswert sein können.
Ein spezifisches Beispiel von Polymerkolloidlatexteilchen, die verwendet werden können, umfassen diejenigen, die unter Verwendung einer Monomeremulsion mit verschiedenen Gewichtsverhältnissen von Styren, Hexylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat und Methacrylsäure hergestellt werden, die copolymerisiert werden, um das Latex zu bilden. Typischerweise können das Styren und die Hexylmethacrylatmonomere die Masse des Latexteilchens bereitstellen und das Ethylenglykoldimethacrylat und das Methylmethacrylat können in kleineren Mengen mit demselben copolymerisiert werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Säuregruppe durch die Methacrylsäure bereitgestellt. Obwohl dieses Latexteilchenbeispiel bereitgestellt wird, können weitere Kombinationen von Monomeren zur Bildung von Latexteilchen verwendet werden. Exemplarische Monomere, die verwendet werden können, umfassen Styrene, C₁- bis C₈-Alkylmethacrylate, C₁- bis C₈-Alkylacrylate, Ethylenglykolmethacrylate und -Dimethacrylate, Methacrylsäuren, Acrylsäuren und dergleichen.
Weitere Aspekte der Polymerkolloide der vorliegenden Erfindung können Eigenschaften umfassen, wie z. B. eine wünschenswerte Glasübergangtemperatur, eine Teilchendichte und die Dielektrizitätskonstante. Bei einem Ausführungsbeispiel z. B. kann die Polymerglasübergangstemperatur der Polymerkolloidteilchen in dem Bereich von –20°C bis +30°C sein, die Polymerkolloidteilchen können innerhalb eines Dichtebereichs von 0,9 bis 1,1 g/cm³ sein, die Dielektrizitätskonstante der Teilchenoberfläche der Polymerkolloidteilchen kann unter 2,8 betragen. Diese Eigenschaften können einzeln oder in Kombination ausgewählt werden, um zu einem erwünschten Tintenverhalten in Bezug auf Wärmescherstabilität, freqcel, decel, Entkappung, Teilchenabsetzen und Co-Lösungsmittelbeständigkeit beizutragen.
In Bezug auf die Verwendung des Heizelementes oder des -Bauelements, das verwendet werden kann, um zumindest einen Teil des Wassers und eines oder mehrerer flüchtiger Co-Lösungsmittel nach einem Drucken der Tintenstrahltinte auf ein Substrat heraus zu treiben, können eine oder mehrere von vielen bekannten Heizvorrichtungen und zugeordneten Heiztechniken verwendet werden. Vorrichtungen für Zwangsluftwärmen, Strahlungsheizen, Leitungsheizen, HF-Trocknen und Mikrowellentrocknen z. B. sind beispielhaft für Vorrichtungstypen, die annehmbare Ergebnisse schaffen. Die Temperatur (und der Luftfluss bei Zwangsluftsystemen) kann abhängig von dem Typ und/oder der Menge von flüchtigem/n Co-Lösungsmittel/n, die in der Tintenstrahltintenzusammensetzungen vorhanden ist, modifiziert werden. Flüchtige Co-Lösungsmittel mit einem niedrigeren Siedepunkt z. B. benötigen unter Umständen nicht so viel Wärme (oder Luftfluss), um ein erwünschtes Ergebnis zu erzielen, wie flüchtige Co-Lösungsmittel, die einen höheren Siedepunkt aufweisen. Zusätzlich kann eine Betrachtung des Typs von Substrat, auf das das Bild gedruckt wird, auch die Bestimmung dessen beeinflussen, wie viel Wärme auf das gedruckte Bild anzuwenden ist.
In Bezug auf das Substrat, das zur Auftragung des gedruckten Bildes verwendet werden kann, wurde herausgefunden, dass die Tintenstrahltinten der vorliegenden Erfindung besonders nützlich sind und ein gutes Haftvermögen und eine gute Abriebbeständigkeit auf nichtporösen Medien und anderen nichtporösen Substraten zeigen. Es wird jedoch darauf verwiesen, dass die Tintenstrahltinten der vorliegenden Erfindung auch auf traditionelleren porösen Mediensubstraten, wie z. B. einfachem Papier, anorganischen beschichteten porösen Medien oder dergleichen, gut funktionieren.
Als weitere Anmerkung unterscheiden sich thermische Tintenstrahlsysteme ziemlich in ihren Strahlungseigenschaften von Piezo-Tintenstrahlsystemen. So sind Polymerkolloidteilchen, die zur Verwendung in Piezo-Tintenstrahlsystemen wirksam sind, nicht notwendigerweise wirksam zur Verwendung bei thermischen Tintenstrahltintensystemen. Das Umgekehrte gilt jedoch nicht notwendigerweise. Anders ausgedrückt funktionieren Polymerkolloidteilchen, die mit thermischen Tintenstrahlsystemen gut funktionieren, wahrscheinlicher bei Piezosystemen als umgekehrt. Deshalb erfordert die Auswahl oder die Herstellung von Polymerkolloidteilchen zur Verwendung bei thermischen Tintenstrahlsystemen oft mehr Sorgfalt, da thermische Tintenstrahlsysteme weniger nachsichtig sind als Piezo-Tintenstrahlsysteme.
Beispiele
Die folgenden Beispiele stellen Ausführungsbeispiele der Erfindung dar, die gegenwärtig bekannt sind. So sollten diese Beispiele nicht als Einschränkungen der vorliegenden Erfindung aufgefasst werden, sondern liegen lediglich vor, um zu lehren, wie die am besten bekannten Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung basierend auf momentanen experimentellen Daten herzustellen sind. So ist eine repräsentative Anzahl von Zusammensetzungen und deren Herstellungsverfahren hierin offenbart.
Beispiel 1 – Herstellung von Polymerkolloidlatex unter Beinhaltung von Methacrylsäuremonomer
Etwa 1.160 mL Wasser werden in einem Reaktor auf 90°C erwärmt. Eine Lösung aus 1,39 g Kaliumpersulfatinitiator in 160 mL Wasser wird ebenso hergestellt. Eine anfängliche Menge von 32 mL dieser Initiatorlösung wird zu dem Reaktorbad zugegeben und umgerührt. Separat wird eine erste Monomeremulsion mit 80 g Styren, 292 g Hexylmethacrylat, 4 g Ethylenglykoldimethacrylat, 24 g Methacrylsäure, 1,6 g Isooctylthioglykolat-Kettenübertragungsmittel und 9,98 g 30%igem Rhodafac RS 710 in 159,4 mL Wasser hergestellt. Die Monomeremulsion wird tropfenweise über einen Zeitraum von 30 Minuten zu dem Reaktionsgefäß zugegeben und umgerührt. Gleichzeitig werden 129,4 g der Initiatorlösung tropfenweise über den gleichen Zeitraum zu dem Reaktionsgefäß zugegeben. Die Reaktion wird umgerührt und 3 Stunden lang bei 90°C gehalten. Die Reaktion darf sich dann auf 50°C abkühlen. Kaliumhydroxid (50% in Wasser) wird dann zugegeben, um die gebildete Latexlösung auf einen pH-Wert von 8,5 zu bringen. Der Inhalt wird auf Umgebungstemperatur abgekühlt und die Latexlösung wird nachfolgend mit einem 200 Mesh-Filter gefiltert, um durch Lichtstreuung eine Latexdispersion mit 20,9% Feststoffen zu erhalten, einschließlich Latexteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 230 nm.
Beispiel 2 – Herstellung von Tintenstrahltinte
Eine Tintenstrahltinte wird gemäß der folgenden Formel hergestellt: 6 Gewichtsprozent 1,2-Hexandiol, 6 Gewichtsprozent 2-Pyrrolidinon, 5 Gewichtsprozent Dipropylenglykol, 4 Gewichtsprozent Diethylenglykol, 0,5 Gewichtsprozent Zonyl FSO-Oberflächenaktivmittel, 2 Gewichtsprozent mit Styrenacrylcopolymer eingekapseltes Kohleschwarzpigment, 4 Gewichtsprozent Latexteilchen, die gemäß dem Beispiel 1 hergestellt werden, und Wasser (Rest).
Beispiel 3 – Tintenstrahldrucken auf nichtporöses Vinylsubstrat
Eine Tintenstrahltinte, die gemäß dem Beispiel 2 hergestellt wird, kann aus einem thermischen Tintenstrahldruckkopf mit einem geringen Tropfengewicht (7 ng) auf nichtporöses Flexcon Busmark-Vinyl gedruckt werden. Nachdem die Tintenstrahltinte etwa 20 Sekunden lang unter einer Varitemp VT-750C-Wärmepistole (Master Appliance Corp., Racine WI) bei einer Wärmestufe von 8 trocknen konnte, hat das resultierende Bild eine gute Bildqualität, Nass- und Trocken-Abriebbeständigkeit und Haftung an dem Vinyl.
Beispiel 4 – Tintenstrahldrucken auf nichtporöse Druckmedien
Eine Tintenstrahltinte, die gemäß dem Beispiel 2 hergestellt wird, kann aus einem thermischen Tintenstrahldruckkopf mit einem geringen Tropfengewicht (7 ng) auf ein nichtporöses HP Premium-Druckpapier gedruckt werden. Nachdem die Tintenstrahltinte etwa 30 Sekunden lang unter einer Varitemp VT-750C-Wärmepistole (Master Appliance Corp., Racine WI) bei einer Wärmestufe von 8 trocknen konnte, hat das resultierende Bild eine gute Bildqualität, Nass- und Trocken-Abriebbeständigkeit und Haftung.
In sowohl dem Beispiel 3 als auch 4 oben kann die Abriebbeständigkeit durch Schrubben mit einem Kimwipe-Laborwischer (Kimberley Clark) unter Verwendung von etwa 10 harten Bürsten, entweder trocken oder mit Wasser benetzt, eingeordnet werden. Bei diesen Beispielen jedoch ist die Nass-Abriebbeständigkeit (oder -Übertragung) typischerweise besser als die Trocken-Abriebbeständigkeit, obwohl beide annehmbar sind. Kein Pigmentfarbmittel wird z. B. typischerweise nach einem Nassschrubben des gedruckten Bildes auf den Kimwipe übertragen, während eine Lichtübertragung dann beginnend, wenn das gedruckte Bild trocken geschrubbt wird, nach etwa 4 oder 5 harten Bürsten auftreten kann. Ein besser gesteuertes Abriebtesten kann mit einer Sutherland-Abriebtestvorrichtung durchgeführt werden. In Bezug auf Adhäsion kann diese Eigenschaft durch einen Bandadhäsionstest gemessen werden, wo ein Abschnitt eines Standard-Tesafilms auf dem gedruckten Bereich platziert und mit dem Daumen nach unten geglättet wird. Ein Ende wird dann angehoben und vorsichtig etwa 1 Zoll zurückgezogen. Dieses lose Ende wird dann zwischen den Zeigefinger und den Daumen genommen und über den Rest der Länge schnell nach hinten gezogen. Der Druck unter dem Film wird dann auf Tintenentfernung überprüft und der Film auf Tintenübertragung. Ähnliche Ergebnisse können unter Verwendung von Farbpigmenten (Cyan, Magenta und Gelb) ebenso erzielt werden.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, werden Fachleute erkennen, dass verschiedene Modifizierungen, Veränderungen, Weglassungen und Ersetzungen durchgeführt werden können, ohne von der Wesensart der Erfindung abzuweichen. Deshalb ist es beabsichtigt, dass die Erfindung nur durch den Schutzbereich der folgenden Ansprüche eingeschränkt sein soll.

Claims

Ein System zum Drucken von Bildern, das folgende Merkmale aufweist: a) eine Tintenstrahltinte mit folgenden Merkmalen: (i) einem wässrigen flüssigen Trägermittel mit zumindest einem flüchtigen Co-Lösungsmittel, wobei jedes vorhandene flüchtige Co-Lösungsmittel einen Siedepunkt bei oder unter etwa 285°C aufweist, wobei die Gesamtmenge vorhandenen flüchtigen Co-Lösungsmittels in der Tintenstrahltinte zwischen 5 Gew.-% und 50 Gew.-% beträgt; (ii) mit Säure funktionalisierten Polymerkolloidteilchen, die in dem flüssigen Trägermittel dispergiert sind; und (iii) an ein Polymer gebundenen Pigmentfarbmitteln, die in dem flüssigen Trägermittel dispergiert sind; b) einen Tintenstrahldruckkopf, der zum Drucken von Tintenstrahltinte konfiguriert ist; c) ein nicht-poröses Substrat, das zum Aufnehmen der Tintenstrahltinte auf ein Bedrucken mit dem Tintenstrahldruckkopf hin konfiguriert ist; und d) ein Heizelement, das zum Erwärmen des Bildes, sobald dasselbe auf das nicht-poröse Substrat gedruckt wurde, konfiguriert ist.
Ein System gemäß Anspruch 1, bei dem das flüssige Trägermittel nicht mehr als 2 Gew.-% nicht-flüchtiger Co-Lösungsmittel umfasst.
Ein System gemäß Anspruch 1, bei dem das flüssige Trägermittel frei von nicht-flüchtigen Co-Lösungsmitteln ist.
Ein System gemäß Anspruch 1, bei dem die mit Säure funktionalisierten Polymerkolloidteilchen Oberflächensäuregruppen umfassen, wobei die Oberflächensäuregruppen durch Säuremonomere bereitgestellt sind, die mit anderen Monomeren copolymerisiert sind, um die Polymerkolloidteilchen zu bilden, wobei die Säuremonomere mit 1 Gew.-% bis 15 Gew.-% der Gesamtmonomere vorliegen, die verwendet werden, um die Polymerkolloidteilchen zu bilden, wobei die anderen Monomere zumindest ein Vernetzungsmonomer umfassen, das mit 0,1 Gew.-% bis 3 Gew.-% der Gesamtmonomere vorliegt, die verwendet werden, um die Polymerkolloidteilchen zu bilden.
Ein System gemäß Anspruch 1, bei dem das an ein Polymer gebundene Pigment aus der Gruppe ausgewählt ist, die ein an ein Polymer gepfropftes Pigment, ein mit einem Polymer eingekapseltes Pigment und ein Polymer, das kovalent an eine Oberfläche eines Pigments gebunden ist, umfasst.
Ein System gemäß Anspruch 1, bei dem das zumindest eine flüchtige Co-Lösungsmittel ein Feuchthaltemittel ist.
Ein System gemäß Anspruch 1, bei dem der Tintenstrahldruckkopf ein thermischer Tintenstrahldruckkopf ist.
Ein System gemäß Anspruch 1, bei dem das nicht-poröse Substrat aus der Gruppe ausgewählt ist, die Kunst stofflagen, Kunststofffilme, beschichtete Papiere, Glas und Metall umfasst.
Ein Verfahren zum Drucken eines Bilds mit guter Abriebbeständigkeit, das folgende Schritte aufweist: a) Tintenstrahlen einer Tintenstrahltinte auf ein nicht-poröses Substrat, um das Bild zu erzeugen, wobei die Tintenstrahltinte folgende Merkmale umfasst: (i) ein wässriges flüssiges Trägermittel mit zumindest einem flüchtigen Co-Lösungsmittel, wobei jedes vorhandene flüchtige Co-Lösungsmittel einen Siedepunkt bei oder unter etwa 285°C aufweist, wobei die Gesamtmenge vorhandenen flüchtigen Co-Lösungsmittels in der Tintenstrahltinte zwischen 5 Gew.-% und 50 Gew.-% beträgt; (ii) mit Säure funktionalisierte Polymerkolloidteilchen, die in dem flüssigen Trägermittel dispergiert sind; und (iii) an ein Polymer gebundene Pigmentfarbmittel, die in dem flüssigen Trägermittel dispergiert sind; b) Erwärmen des Bilds, sobald dasselbe auf das nicht-poröse Substrat gedruckt wurde.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem das flüssige Trägermittel nicht mehr als 2 Gew.-% nicht-flüchtiger Co-Lösungsmittel umfasst.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem das flüssige Trägermittel frei von nicht-flüchtigen Co-Lösungsmitteln ist.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem das an ein Polymer gebundene Pigment aus der Gruppe ausgewählt wird, die ein an ein Polymer gepfropftes Pigment, ein mit einem Polymer eingekapseltes Pigment und ein Polymer, das kovalent an eine Oberfläche eines Pigments gebunden ist, umfasst.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem der Tintenstrahldruckkopf ein thermischer Tintenstrahldruckkopf ist.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem das nicht-poröse Substrat aus der Gruppe ausgewählt wird, die Kunststofflagen, Kunststofffilme, beschichtete Papiere, Glas und Metall umfasst.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem der Heizschritt bei einer Temperatur ausgeführt wird, die wirksam ist, um ausreichend viel flüchtiges Co-Lösungsmittel herauszutreiben, um die Bilddauerhaftigkeit zu verbessern.