DE60306744T2

DE60306744T2 - Tintenstrahldruckverfahren und System zur Beständigkeit gegen Trockenreibung

Info

Publication number: DE60306744T2
Application number: DE60306744T
Authority: DE
Inventors: Zeying San Diego Ma; Gregg A. San Diego Lane
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2023-10-25
Also published as: EP1462255A1; EP1462255B1; JP2004284362A; US6779884B1; DE60306744D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Bereich einer Tintenstrahlbilderzeugung. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf pigmentbasierte Tintenstrahl-Tinten-Verfahren und -Systeme, die eine verbesserte Bilddauerhaftigkeit liefern, die einen verbesserten Trockenreibewiderstand umfasst.
Ein Tintenstrahldrucken wurde zu einer beliebten Art und Weise zum Aufzeichnen von Bildern auf verschiedenen Medienoberflächen, insbesondere Papier. Einige dieser Gründe umfassen ein geringes Druckergeräusch, Fähigkeit einer Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung und einer Mehrfarbenaufzeichnung. Zusätzlich dazu können diese Vorteile zu einem relativ niedrigen Preis für Verbraucher erhalten werden. Obwohl jedoch eine bedeutende Verbesserung beim Tintenstrahldrucken stattgefunden hat, begleiten erhöhte Anforderungen durch Verbraucher diese Verbesserungen in diesem Bereich, z. B. höhere Geschwindigkeiten, höhere Auflösung, Vollfarbenbilderzeugung, erhöhte Stabilität, Medienflexibilität, etc.
Im Allgemeinen sind Tintenstrahltinten entweder farbstoff- oder pigment-basierte Tinten. Beide werden üblicherweise in einem flüssigen Trägermittel vorbereitet, das den Farbstoff und/oder das Pigment enthält. Farbstoffbasierte Tintenstrahltinten verwenden allgemein ein flüssiges Farbmittel, das üblicherweise wasserbasiert ist, um das Medium in eine bestimmte Farbe zu wandeln. Umgekehrt verwenden pigmentierte Tinten üblicherweise ein festes oder dispergiertes Farbmittel, um eine Farbe zu erreichen.
Viele Eigenschaften, die für ein Tintenstrahldrucken erwünscht sind, umfassen eine gute Randschärfe und optische Dichte eines Bildes auf einem Mediensubstrat, gute Trockenzeit der Tinte auf dem Substrat, Haftung an dem Substrat, Mangel an Abweichung von Tintentröpfchen, wenn sie abgefeuert werden, Vorhandensein aller Punkte, Widerstandsfähigkeit der Tinte nach dem Trocknen gegen Wasser und andere Lösungsmittel, Langzeit-Speicherstabilität, gute Punktgröße und Punktgewinn, Farbe-zu-Farbe-Verlauf-Verringerung, akzeptable Koaleszenz, Langzeitzuverlässigkeit ohne Korrosion oder Düsenverstopfung, gute Lichtbeständigkeit, gute Wasserfestigkeit, niedrige Feucht-Farbtonverschiebung und andere bekannte Eigenschaften. Viele Tinten besitzen bekanntermaßen einige der oben beschriebenen Eigenschaften. Es sind jedoch wenig Tinten bekannt, die alle diese Eigenschaften besitzen, da eine Verbesserung bei einer Eigenschaft häufig zu einer Verschlechterung einer anderen Eigenschaft führt. Dementsprechend werden weitere Untersuchungen im Hinblick auf das Entwickeln von Tintenformulierungen unternommen, die verbesserte Eigenschaften aufweisen und nicht eine Eigenschaft zum wesentlichen Schaden einer Anderen verbessern.
Im Vergleich zu farbstoffbasierten Tintenstrahltinten liefern pigmentierte Tintenstrahltinten üblicherweise eine überlegene Textqualität, Linienrandschärfe und Bilddauerhaftigkeit in vielen Bereichen, einschließlich Lichtbeständigkeit und Wasserfestigkeit. Pigmentierte Tinten jedoch, insbesondere wenn sie auf glatte Oberflächen gedruckt werden, wie z. B. offset-beschichtete Medien, weisen einen schlechten Trockenreibewiderstand auf. Dies ist ein Problem, das überwunden werden muss.
Die WO 01/46325 A1 offenbart eine Tintenzusammensetzung, die ein Farbmittel, ein flüssiges Trägermittel, ein Benetzungsmittel und ein zyklisches Amid enthält. Das zyklische Amid ist zum Verbessern des Widerstands gegen Textmarker-Verschmierung vorgesehen, wenn der in ein Bild gedruckt wird.
Die EP 1 167 046 offenbart ein Tintenstrahldruckverfahren, bei dem Tinte auf ein Druckmedium durch ein Tintenstrahl verfahren aufgebracht wird und eine reaktive Behandlungsflüssigkeit mit der Tinte auf das Druckmedium aufgebracht wird. Die Tinte enthält ein wasserbasiertes Medium, ein erstes Pigment, ein zweites Pigment und ein Polymerdispersionsmittel. Die Behandlungsflüssigkeit enthält ein mehrwertiges Metallkation und ein Salz, das die Pigmente ansammelt, die in der Tinte enthalten sind, wenn die Behandlungsflüssigkeit und die Tinte auf dem Druckmedium in dem flüssigen Zustand vermischt werden.
Die US 5,643,984 offenbart eine Wachszusammensetzung für eine Tinte zum Reduzieren der Wirkung auf die Glanz- und Eingang-Charakteristika während der Verwendung bei dem Druckprozess. Das Wachsmaterial, das bei der Tintenzusammensetzung verwendet wird, weist z. B. ein Kohlenwasserstoffwachs auf, das direkt in die druckbereite Tinte eingefügt werden kann oder in die jungfräuliche Tinte zur Zeit der Herstellung eingefügt werden kann oder in Überdruck-Lacke eingefügt werden kann.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren zum Drucken dauerhafter Tintenstrahlbilder mit gutem Reibungswiderstand und verbesserter Qualität zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein System gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst.
Es wurde erkannt, dass die Verwendung von bestimmten Komponenten bei Tintenstrahldrucksystemen eine gute Bildpermanenz und Schmierwiderstand liefern kann, einschließlich einem Trockenreibewiderstand. Es wurde ebenfalls erkannt, dass bestimmte Komponenten zur Verwendung bei solchen Systemen zur Verwendung mit guter Zuverlässigkeit unter Verwendung eines Tintenstrahlstifts formuliert werden können. Es wurde ebenfalls erkannt, dass ein Verfahren zum Liefern verschmierungsresistenter Bilder unter Verwendung des obigen Systems oder eines ähnlichen Systems in der Technik vorteilhaft wäre.
Genauer gesagt kann ein System zum Drucken dauerhafter Tintenstrahlbilder mit gutem Reibe-Widerstand ein Substrat, einen ersten Tintenstrahlstift und eine Gleitkomponente aufweisen. Der erste Tintenstrahlstift kann eine Tintenstrahltinte enthalten, die konfiguriert ist, um auf das Substrat gespritzt zu werden, und kann ein erstes flüssiges Trägermittel und einen effektiven Betrag eines Pigmentfarbmittels aufweisen. Die Gleitkomponente kann konfiguriert sein, um über die Tintenstrahltinte beschichtet zu werden, sobald die Tintenstrahltinte auf das Substrat gespritzt ist.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann ein Verfahren zum Drucken eines dauerhaften Tintenstrahltintenbildes die Schritte des Spritzens einer pigmentbasierten Tintenstrahltinte auf ein Substrat, um ein gedrucktes Bild zu erzeugen, und des Überbeschichtens des Bildes mit einer Gleitverbindung aufweisen.
Bevor die vorliegende Erfindung offenbart und beschrieben wird, wird darauf hingewiesen, dass diese Erfindung nicht auf die bestimmten Prozessschritte und Materialien beschränkt ist, die hierin offenbart sind, da solche Prozessschritte und Materialien etwas variieren können. Es wird ebenfalls darauf hingewiesen, dass die hierin verwendete Terminologie zum Zweck des Beschreibens ausschließlich bestimmter Ausführungsbeispiele verwendet wird. Die Ausdrücke sollen nicht einschränkend sein, da der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nur durch die angehängten Ansprüche und Entsprechungen derselben eingeschränkt sein soll.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Singularformen „ein, einer, eines" und „der, die, das" Pluralentsprechungen umfassen, wie sie in dieser Beschreibung und den beiliegen den Ansprüchen verwendet werden, außer der Kontext gibt eindeutig das Gegenteil an.
Konzentrationen, Mengen und andere numerische Daten können hierin in einem Bereichsformat ausgedrückt oder dargestellt sein. Es wird darauf hingewiesen, dass ein solches Bereichsformat der Bequemlichkeit und Kürze halber verwendet wird und somit auf flexible Weise interpretiert werden sollte, um nicht nur die numerischen Werte zu umfassen, die explizit als die Grenzen des Bereichs angegeben wurden, sondern auch all die individuellen numerischen Werte oder Teilbereiche zu umfassen, die innerhalb dieses Bereichs eingeschlossen sind, so als ob jeder numerische Wert und Teilbereich explizit angegeben ist. Zur Darstellung sollte ein Konzentrationsbereich von „ungefähr 0,1 Gewichtsprozent bis ungefähr 5 Gewichtsprozent" interpretiert werden, um nicht nur die explizit angegebene Konzentration von ungefähr 0,1 Gewichtsprozent bis ungefähr 5 Gewichtsprozent zu umfassen, sondern auch individuelle Konzentrationen und die Teilbereiche innerhalb des angezeigten Bereichs zu umfassen. Somit sind in diesem numerischen Bereich individuelle Konzentrationen umfasst, wie z. B. 1 Gewichtsprozent, 2 Gewichtsprozent, 3 Gewichtsprozent und 4 Gewichtsprozent, und Teilbereiche wie z. B. von 0,1 Gewichtsprozent bis 1,5 Gewichtsprozent, 1 Gewichtsprozent bis 3 Gewichtsprozent, von 2 Gewichtsprozent bis 4 Gewichtsprozent, von 3 Gewichtsprozent bis 5 Gewichtsprozent, etc. Dasselbe Prinzip gilt für Bereiche, die nur einen numerischen Wert angeben. Zum Beispiel sollte ein Bereich, der angegeben ist als „weniger als ungefähr 5 Gewichtsprozent" interpretiert werden, um alle Werte und Teilbereiche zwischen 0 Gewichtsprozent und 5 Gewichtsprozent zu umfassen. Ferner sollte eine solche Interpretation gelten, unabhängig von der Breite des Bereichs oder der Charakteristika, die beschrieben werden.
Wie hierin verwendet bezieht sich der „effektive Betrag" auf den minimalen Betrag einer Substanz oder eines Mittels, der ausreichend ist, um eine gewünschte Wirkung zu erreichen. Zum Beispiel ist ein effektiver Betrag eines „flüssigen Trägermittels" zumindest der minimale Betrag, der zur Verwendung bei einer Tintenzusammensetzung oder einer Fixiererzusammensetzung der vorliegenden Erfindung erforderlich ist, während Eigenschaften gemäß Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beibehalten werden.
Der Ausdruck „im Wesentlichen", wenn er mit einem anderen Ausdruck verwendet wird, soll von hauptsächlich bis vollständig umfassen.
Wie hierin verwendet, bezieht sich „flüssiges Trägermittel" auf (1) das Fluid, in dem Pigmente und Latex-Kolloide dispergiert sind, um Tintenstrahltinten für thermische oder andere Tintenstrahltinten-Anwendungen zu bilden, (2) das Fluid, in dem kationische Komponenten oder Polymer dispergiert sind, um Fixierer-Zusammensetzungen für thermische Tintenstrahltintenanwendungen zu bilden oder (3) das Fluid, in dem eine Gleitverbindung dispergiert ist, oder als Teil einer Emulsion vorhanden ist. Viele flüssige Trägermittel und Trägermittelkomponenten sind in der Technik bekannt. Typische Tintenträgermittel können eine Mischung aus einer Vielzahl von unterschiedlich wirksamen Mitteln umfassen, wie z. B. oberflächenwirksame Mittel, Lösungsmittel, Colösungsmittel, Puffer, Biozide, Sequestriermittel, Mittel zur Veränderung der Viskosität, oberflächenaktive Mittel und Wasser.
Der Ausdruck „Latex" oder „latexenthaltende Kolloid-Suspensionen" bezieht sich auf flüssige Suspensionen, die eine Flüssigkeit (wie z. B. Wasser oder eine andere Flüssigkeit) und Polymer-Teilchen von 20 nm bis 500 nm (oder von 100 nm bis 300 nm) Größe aufweisen und ein mittleres Molekulargewicht von ungefähr 10.000 Mw bis 2.000.000 Mw oder von ungefähr 40.000 Mw bis 100.000 Mw aufweisen). Üblicherweise sind die Polymerteilchen in der Flüssigkeit mit von 0,2 Gewichtsprozent bis 15 Gewichtsprozent durch Festkörper in der Suspension vorhanden. Zu der Suspension können andere flüssige Trägermittelkomponenten, Latex-Grundierer, und Pigment-Feststoffe hinzugefügt werden, um Tintenstrahltintenzusammensetzungen zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung zu bilden. Die Polymerteilchen des Latex können eine Mehrzahl von Monomeren aufweisen, die zufällig polymerisiert werden können und auch quervernetzt sein können. Wenn sie quervernetzt sind, kann das Molekulargewicht sogar höher sein als oben angegeben ist. Zusätzlich dazu kann die Latexkomponente eine Glasübergangstemperatur von ungefähr –20°C bis ungefähr 80°C aufweisen.
„Latex-Grundierer" bezieht sich auf Zusammensetzungen, die von fein dispergierten bis zu aufgelösten Polymerteilchen mit einer Maximalgröße von ungefähr 500 nm aufweisen. Obwohl dies nicht erforderlich ist, kann ein Latexgrundierer mit den Systemen und Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um bei der Stabilisierung und Spritzbarkeit der Tintenstrahltintenzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung zu helfen.
„Kationische Komponenten", wenn Bezug auf die Dispersionsmittel innerhalb einer Fixiererzusammensetzung genommen wird, bezieht sich auf kationische Polymere, mehrwertige Ionen, organische Säuren und Ähnliches, die positiv geladen sind und wirken, um eine Polymerteilchenkomponente einer latexenthaltenden Kolloidsuspension innerhalb einer Tintenstrahltinte auf einen Kontakt hin zu fixieren.
„Selbstdispergiertes Pigment" bezieht sich auf Pigmente, die chemisch oberflächenmodifiziert wurden, mit einer Ladung oder einer Polymer-Gruppierung, wobei die chemische Modifikation dem Pigment hilft, in einem flüssigen Trägermittel dispergiert zu werden und/oder im Wesentlichen zu bleiben.
„Polymerdispergiertes Pigment" bezieht sich auf Pigmente, die ein Dispersionsmittel (das z. B. ein Polymer, ein Oligomer oder ein oberflächenwirksames Mittel sein kann) in einem flüssigen Trägermittel verwenden und/oder Pigmente, die eine physische Beschichtung verwenden, um dem Pigment zu helfen, in einem flüssigen Trägermittel dispergiert zu werden und/oder im Wesentlichen zu bleiben.
„Gleitverbindung" oder „Gleitkomponente" bezieht sich auf anorganische und organische Zusammensetzungen, die verwendet werden können, um einen Trocken-Reibe-Widerstand eines tintenstrahlerzeugten Bildes zu verbessern. Der Ausdruck „Gleitverbindung" ist allgemein in der handelsüblichen Technik des Offset-Druckens bekannt, wurde jedoch üblicherweise nicht mit Tintenstrahldruck-Systemen und -Verfahren verwendet. Wenn eine anorganische Gleitverbindung verwendet wird, dann können Zusammensetzungen, wie z. B. Talk (Magnesiumsilikate), MgO, SiO₂, CaO, Fe₂O₃ und Al₂O₃ in effektiven Mengen verwendet werden. Wenn eine organische Gleitverbindung verwendet wird, dann können Zusammensetzungen, wie z. B. Polytetrafluorethylen und organische Wachse verwendet werden. Beispiele von organischen Wachsen umfassen Polyethylenwachse, Erdölwachse, Paraffine, Carnaubawachse, Polypropylenwachse, kristalline und mikrokristalline Wachse und/oder Amid-Wachse (Oleamid, Stearamid, Erucamid, zyklisches Amid, etc.).
„Trockenreibewiderstand" bezieht sich auf die Fähigkeit eines gedruckten Bildes, einer Erscheinungsverschlechterung auf ein Trockenreiben des Bildes hin zu widerstehen. Ein guter Trockenreibewiderstand neigt nach dem Reiben dazu, keine Tinte von einem gedruckten Bild auf umliegende Bereiche zu übertragen, wo die Tinte nicht gedruckt wurde, d. h. auf eine andere gedruckte Farbe oder auf das Papier oder ein anderes Substrat.
„Trockenreibeübertragung" ist als die Menge von Tintenstrahltinte definiert, die von einem gedruckten Bild auf eine Vorrichtung übertragen wird, die verwendet wird, um den Trockenreibewiderstand des gedruckten Bildes zu testen.
Zum Beispiel kann weißes Papier auf eine Reibevorrichtung platziert werden, das ohne Weiteres im Hinblick auf eine Übertragung von dem gedruckten Bild auf die Reibevorrichtung getestet werden kann.
Im Hinblick darauf bezieht sich die vorliegende Erfindung auf den Bereich einer Tintenstrahlbilderzeugung. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Systeme und Verfahren zum Drucken, bei denen ein verschmierresistentes und dauerhaftes Bild erhalten werden kann, das einen ausgezeichneten Trockenreibewiderstand und optional eine reduzierte Trockenreibeübertragung aufweist, sogar wenn es auf ein im Wesentlichen nicht poröses Medium gedruckt wird, z. B. ein Offset-Medium.
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein System zum Drucken von dauerhaften Tintenstrahlbildern mit gutem Reibewiderstand ein Substrat, einen ersten Tintenstrahlstift, der eine pigmentbasierte Tintenstrahltinte enthält, und eine Gleitkomponente aufweisen. Der erste Tintenstrahlstift, der eine Tintenstrahltinte enthält, kann konfiguriert sein, um auf das Substrat gespritzt zu werden und kann ein erstes flüssiges Trägermittel und eine effektive Menge eines Pigmentfarbmittels aufweisen. Die Gleitkomponente kann konfiguriert sein, um über die Tintenstrahltinte beschichtet zu werden, sobald die Tintenstrahltinte auf das Substrat gestrahlt ist.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann ein Verfahren zum Drucken eines dauerhaften Tintenstrahltintenbildes die Schritte des Spritzens einer pigmentbasierten Tintenstrahltinte auf ein Substrat, um ein gedrucktes Bild zu erzeugen, und das Überbeschichten des Bildes mit einer Gleitverbindung aufweisen.
Im Hinblick auf beide Systeme und Verfahren, die hierin beschrieben sind, können verschiedene Ausführungsbeispiel implementiert sein. Bei einem Ausführungsbeispiel kann das Substrat zur Verwendung ein im Wesentlichen nicht poröses Substratmaterial sein, wie z. B. ein handelsübliches Offset-Medium. Handelsübliche Offset-Medien werden allgemein in der Offset-Druckindustrie verwendet, wo die Tinten, die verwendet werden, relativ unterschiedlich zu jenen sind, die üblicherweise in der Tintenstrahltintenindustrie verwendet werden. In der Tat verhalten sich die meisten Tintenstrahltinten schlecht auf Offset-Medien. Durch Verwenden einer pigmentbasierten Tintenstrahltinte und Überbeschichten derselben mit einer Gleitkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung können jedoch Bilder erzeugt werden, die einen überraschend guten Trockenreibewiderstand aufweisen.
Verschiedene Pigmenttypen können ebenfalls verwendet werden, wie z. B. selbstdispergierte Pigmente und/oder polymerdispergierte Pigmente. Wenn ein polymerdispergiertes Pigment verwendet wird, dann kann das flüssige Trägermittel ferner ein Dispersionsmittel aufweisen oder das Pigment kann physisch mit einem Dispersionsmittel beschichtet sein.
Optional können die Tinten zusätzlich zu dem Pigment und dem flüssigen Trägermittel auch eine anionische oder neutrale latexenthaltende Kolloidsuspension umfassen. Eine solche Suspension kann Polymerteilchen aufweisen, die in Wasser oder einer anderen Flüssigkeit dispergiert sind. Bei einem Ausführungsbeispiel können die Polymerteilchen eine Partikelgröße im Bereich von ungefähr 20 nm bis 50 nm aufweisen und können eine Mehrzahl von beliebig polymerisierten Monomeren aufweisen, die von ungefähr 10.000 Mw bis 2.000.000 Mw reichen. Wenn es mit der Tintenstrahltinte vermischt wird, vermischt sich das Wasser oder die Flüssigkeit der Suspension mit dem flüssigen Trägermittel der Tintenstrahltinte und die Polymerteilchen der latexenthaltenden Kolloidsuspension können in der Tintenstrahltinte mit von 0,2 Gewichtsprozent bis 15 Gewichtsprozent durch Feststoffe vorhanden sein. Alternativ kann das Latex in einem Fluid getrennt von der Tintenstrahltinte sein und kann im Hinblick auf die Tintenstrahltinte überdruckt und/oder unterdruckt werden. Ob die latexenthaltende Kolloidsuspension vorhanden ist oder nicht, das Pigmentfarbmittel kann in der Tintenstrahltinte mit von 0,5 Gewichtsprozent bis 6 Gewichtsprozent vorhanden sein.
Es gibt eine Anzahl von Zusammensetzungen, die die Polymerteilchen der latexenthaltenden Kolloidsuspensionen bilden können, die beliebig polymerisierte Polymere umfassen. Um dies beispielhaft darzustellen kann die Mehrzahl von beliebig polymerisierten Monomeren verschiedene Kombinationen aus Methylmethacrylat, Methacryloyloxy-Ethyl-Succinat, Ethylen-Glycol-Dimethylacrylat, Methacrylsäure, Acrylsäure, Itaconsäure, Ethylacrylat, Ethylmethacrylat, Benzylacrylat, Benzylmethacrylat, Propylacrylat, Propylmethacrylat, Hexylacrylat, Hexylmethacrylat, Butylacrylat, Butylmethacrylat, Octadecylacrylat, Octadecylmethacrylat, Hydroxyethylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxyhexylacrylat, Hydroxyhexylmethacrylat, Phenethylacrylat, Phenethylmethacrylat, Vinyl-Propyl-Keton, Vinyl-Hexyl-Keton, Cyclohexylacrylat, Isopropylacrylat, Isopropylmethacrylat, Isobutylacrylat, Isobutylmethacrylat, Trifluormethylacrylat, Trifluormethylmethacrylat, Trifluorpropylacrylat, Trifluorpropylmethacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Isooctylacrylat und Isooctylmethacrylat. Andere geeignete Monomere, die verwendet werden können, sind beschrieben in der WO 99/23182, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Obwohl die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren guten Trockenreibewiderstand ohne die Verwendung einer Fixiererzusammensetzung liefern, kann optional eine Fixiererzusammensetzung überdruckt oder unterdruckt werden, im Hinblick auf die Tintenstrahltinte, um eine verbesserte Trockenreibeübertragung zu liefern. Wenn eine Fixiererzusammensetzung verwendet wird, dann wird sie üblicherweise durch einen zweiten Tintenstrahlstift aufgebracht. Anders ausgedrückt kann das Verfahren unter Verwendung des Systems ausgeführt werden durch Überdrucken der Fixiererzusammensetzung auf die latexenthaltende Tintenstrahltinte. Alternativ kann das Verfahren unter Verwendung des Systems ausgeführt werden durch Unterdrucken der Fixiererzusammensetzung unter die latexenthaltende Tintenstrahltinte. Eine Kombination dieser Ausführungsbeispiele kann ebenfalls für gewünschte Ergebnisse eingesetzt werden. Eine solche Fixiererzusammensetzung, wenn sie verwendet wird, kann ein zweites flüssiges Trägermittel und eine effektive Menge eines kationischen Polymers aufweisen, wie z. B. Poly-(Vinyl-Pyridin)-Salze, Polyalkylaminoethylacrylate, Polyalkylaminoethylmethacrylate, Poly(Vinylimidazol), Polyethylenimine, Polybiguanide und Polyguanide und Kombinationen derselben. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die Fixiererzusammensetzung ferner mehrwertige Salze aufweisen, wie z. B. mehrwertige Metallnitrate, EDTA-Salze, Phosphonium-Halogenid-Salze, organische Säuren und Kombinationen derselben. Das kationische Polymer kann in dem zweiten flüssigen Trägermittel mit von 0,2 Gewichtsprozent bis 15 Gewichtsprozent durch Feststoffe vorhanden sein.
Im Hinblick auf die Systeme und Verfahren, die hierin beschrieben sind, kann eine Gleitkomponente verwendet werden, um einen Trockenreibewiderstand zu liefern. Die Gleitkomponente kann ein anorganisches Pulver sein, wie z. B. Talk (Magnesiumsilikat, wie z. B. Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂, auch bezeichnet als Mg₃H₂(SiO₃)₄). Andere anorganische Pulver, die verwendet werden können, umfassen MgO, SiO₂, CaO, Fe₂O₃ und Al₂O₃. Die Gleitkomponente kann ferner eine organische Komponente oder Partikel bzw. Teilchen sein, wie z. B. ein organisches Wachs. Andere geeignete organische Komponenten umfassen Polyethylenwachse, Polytetrafluorethylen, Fettsäuren, Oleamide, Stearamide, Erucamide, zyklische Amide, Petroleumwachse und Gele, Paraffin, mikrokristalline Wachse und Kombinationen derselben. Die Gleitkomponente kann auf das gedruckte Bild selbst überbeschichtet sein und kann ferner auf Bereichen um das gedruckte Bild überbeschichtet sein. Die Aufbringung kann durch jegliches einer Anzahl von Verfahren erfolgen, einschließlich Dispergieren in ein flüssiges Trägermittel und Spritzen, Sprühen oder Rollen sowie Puffen bzw. Blasen als Trockenpulver, etc.
Im Hinblick sowohl auf das erste flüssige Trägermittel zur Verwendung mit der Tintenstrahltinte als auch das optionale zweite flüssige Trägermittel zur Verwendung mit der Fixiererzusammensetzung kann jegliche einer Anzahl von Komponenten vorhanden sein, die wirksam zur Verwendung mitthermischen Tintenstrahltintentechniken sind. Zum Beispiel kann das flüssige Trägermittel der Tinte oder des Fixierers einen effektiven Betrag an Wasser aufweisen, von 0,05 Gewichtsprozent bis 5 Gewichtsprozent eines oberflächenwirksamen Mittels, von 5 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent eines Lösungsmittels, von 0,02 Gewichtsprozent bis 2 Gewichtsprozent eines Biozids. Andere Komponenten können ebenfalls vorhanden sein, wie im Hinblick auf flüssige Trägermittelkomponenten hierin beschrieben wurde. Mehrere flüssige Trägermittelkomponenten einer einzelnen Klasse können ebenfalls vorhanden sein, wie z. B. mehrere Lösungsmittel, mehrere oberflächenwirksame Mittel, etc. Im Hinblick auf die latexenthaltende Kolloidsuspension, die Tintenstrahltinte enthält, können ebenfalls optional von 0,1 Gewichtsprozent bis 5 Gewichtsprozent eines Latexgrundierers in dem flüssigen Trägermittel durch Feststoffe vorhanden sein.
Allein das Hinzufügen von Latex zu pigmentierten Tinten kann zu einem gewissen Grad den Verschmierungs- und Schmier-Widerstand in Abwesenheit der überbeschichteten Gleitkomponente verbessern. Aufgrund einer verbesserten Eindringung, die durch das Vorhandensein des Latex bewirkt wird, kann die Farbstärke eines gedruckten Bilds verringert werden, wie durch eine Reduzierung der optischen Dichte (OD) nachgewiesen wird. Ein Fixierer andererseits kann eine unerwünschte Eindringung von Tintenstrahltinten stoppen, ist jedoch nicht dafür bekannt, allein eine wesentliche Dauerhaftigkeit zu liefern, wenn er mit herkömmlichen thermischen Tintenstrahltintensystemen verwendet wird.
Durch Kombinieren der Verwendung einer Pigment/Latexenthaltenden Tintenstrahltinte mit der Verwendung einer Fixiererzusammensetzung, die für eine Wechselwirkung mit dem Pigment und/oder der Latexkomponente der Tintenstrahltinte konfiguriert ist, kann ein Verschmierungs- und Schmier-Widerstand bedeutend erhöht werden, während eine gute Farbfestigkeit beibehalten wird. Zusätzlich dazu kann durch Überbeschichten mit einer Gleitkomponente der Trockenreibewiderstand verbessert werden. Dieser verbesserte Schmier-, Verschmierungs- und Trockenreibe-Widerstand sowie das Beibehalten einer guten Farbfestigkeit ist nach einem Teiltrocknen erkennbar, wenn Bilder unter Verwendung der Systeme und Verfahren der vorliegenden Erfindung erzeugt werden. Obwohl diese Komponenten für eine gemeinsame Verwendung beschrieben sind, um erwünschtere Ergebnisse zu liefern, sollte keines der hierin beschriebenen Elemente als kritisch für das Erhalten von verbesserten Ergebnissen erachtet werden.
Beispiele
Die nachfolgenden Beispiele stellen die Ausführungsbeispiele der Erfindung dar, die gegenwärtig am Besten bekannt sind. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Nachfolgenden nur exemplarisch oder darstellend für die Anwendung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung sind. Zahlreiche Modifikationen und alternative Zusammensetzungen, Verfahren und Systeme können von Fachleuten auf dem Gebiet erdacht werden, ohne von dem Wesen und dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die beiliegenden Ansprüche sollen solche Modifikationen und Anordnungen abdecken. Somit, während die vorliegende Erfindung oben detailliert beschrieben wurde, liefern die nachfolgenden Beispiele weitere Details in Verbindung damit, was gegenwärtig als die praktischsten und bevorzugtesten Ausführungsbeispiele der Erfindung erachtet werden.
Beispiel 1 – Vorbereitung von pigment- und latexenthaltenden Tintenstrahltinten
Eine Tintenstrahltinte wurde gemäß Tabelle 1a unten vorbereitet: Tabelle 1a – Tintenstrahltintenzusammensetzungen (vor der Hinzufügung von Latex)
Die Tintenstrahltinte aus Tabelle 1a wurde in acht Proben (1–8) unterteilt und zu jeder Tintenstrahltintenprobe wurde eine unterschiedliche Menge an Latex hinzugefügt. Genauer gesagt wurden die nachfolgenden Mengen an Latex zu jeder der acht Tintenstrahltintenproben hinzugefügt, wie in Tabelle 1b unten gezeigt ist: Tabelle 1b – Menge an Latex, das zu jeder Tintenstrahltintenprobe hinzugefügt wurde
Beispiel 2 – Vorbereitung von PEI/Ca²⁺-Fixiererzusammensetzungen
Eine Polyethylenimin/Calcium-Ionen-enthaltende Fixiererzusammensetzung wurde gemäß Tabelle 2 wie folgt vorbereitet: Tabelle 2 – PEI/CA²⁺-Fixiererzusammensetzung
Beispiel 3 – Trockenreibewiderstand
Die acht Tintenstrahltintenproben (1–8), die in Tabelle 2 ausgeführt sind (0 ~ 8,67 Gewichtsprozent) wurden jeweils als Strichmuster an vier Positionen (a–d) auf Lustro-Laser-Offset-Papier gedruckt (von Sappi in Boston, Mass.), um vier gedruckte Proben für jede Tintenstrahltinte zu liefern. Die Gesamtanzahl von gedruckten Proben war 32 (1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, ..., 8c, 8d). Jede der vier Tinten strahltintenproben für alle Tinten wurde behandelt (oder unbehandelt) auf vier Weisen, wie folgt:

(a) Probe wurde nicht mit Fixierer unterdruckt und wurde nicht mit Talk überbeschichtet.
(b) Probe wurde mit der Fixiererzusammensetzung aus Beispiel 2 unterdruckt und wurde nicht mit Talk überbeschichtet.
(c) Probe wurde nicht mit Fixierer unterdruckt und wurde mit Talk überbeschichtet.
(d) Probe wurde mit der Fixiererzusammensetzung aus Beispiel 2 unterdruckt und wurde mit Talk überbeschichtet.

Der verwendete Talk war pulverisiertes Magnesiumsilikat, das auf das gedruckte Bild sowie das umliegende Offset-Papier-Substrat geblasen wurde. Tabelle 3 unten liefert die Trockenreibewiderstandsergebnisse 24 Stunden nach dem Drucken. Das Trockenreibewiderstandstesten wurde mit einem Sutherland-Rub-Tester unter Verwendung eines 4LB-Hammers mit HP hellweißem Papier ausgeführt, das an dem Kontaktpunkt zwischen dem Hammer und dem gedruckten Bild angebracht ist.
Tabelle 3 – Vorhandene Latexkonzentration/Fixierer/Talk im Vergleich zu der Anzahl von Reibungen bis zum Versagen
Wie in Tabelle 3 oben gezeigt ist, hat der Trockenreibewiderstand aus Zusammensetzungen mit der höchsten Latexkonzentration (höchste Gewichtsprozent) Bilder erzeugt, die nach ungefähr 60 bis ungefähr 70 Reibungen versagt haben, unabhängig davon, ob ein Fixierer vorhanden war oder nicht. Wenn jedoch Talk auf den bedruckten Bereich geblasen wurde (mit oder ohne Vorhandensein eines Fixierers) überlebte das Bild 400 Reibungen ohne Versagen. Ein Versagen wurde bestimmt, als das gedruckte Bild ein Verschmieren zu nicht mit Bild versehenen Bereichen nach dem Trockenreiben aufwies, wie oben beschrieben wurde. Obwohl das Vorhandensein eines Fixierers den Trockenreibewiderstand nicht wesentlich beeinflusst hat, kann derselbe hinzugefügt werden, um andere Vorteile zu liefern, die die Steuerung von Verlaufen und Koaleszenz, sowie das Liefern einer reduzierten Trockenreibeübertragung umfassen.
Beispiel 4 – Trockenreibeübertragung
Die acht Tintenstrahltinten von Beispiel 1 (0 ~ 8,67 Gewichtsprozent) wurden jeweils an zwei Orten (Strichmuster) auf Lustro-Laser-Offset-Papier gedruckt, um zwei gedruckte Proben für jede Tintenstrahltinte zu liefern (insgesamt 16 gedruckte Proben für alle Tintenstrahltinten). Eine Probe von jeder der Tintenstrahltinten (1–8) wurde (a) nicht mit einer Fixiererzusammensetzung unterdruckt. Die andere Probe von jeder der Tintenstrahltinten (1–8) wurde (b) mit der Fixiererzusammensetzung aus Beispiel 2 unterdruckt.
Alle Proben wurden mit pulverisiertem Magnesiumsilikattalk überbeschichtet. Obwohl das Vorhandensein einer Fixiererzusammensetzung sich nicht als bedeutend im Hinblick auf den Trockenreibewiderstand gezeigt hat (wie in Tabelle 3 oben gezeigt ist), hat sich gezeigt, dass das Vorhandensein des Fixierers eine Rolle bei der Trockenreibeübertragung spielt, wie unten in Tabelle 4 gezeigt ist: Tabelle 4 – Latexkonzentration und Wirkung des Fixierers auf die Trockenreibeübertragung
Die Strich-OD-Werte liefern die optische Dichte der gedruckten Striche für jede der 16 gedruckten Tintenstrahltintenproben. Die mOD-Werte, die geliefert werden, zeigen die Menge an Tintenstrahltinte an, die von den gedruckten Proben (Strichen) auf das helle weiße HP-Tintenstrahlnormalpapier übertragen wurde, das an dem Hammer des Sutherland-Rub-Testers angebracht ist, wie in Beispiel 3 beschrieben ist. Somit zeigt eine höhere mOD mehr Übertragung und ein weniger wünschenswertes Ergebnis an.

Claims

Ein System zum Drucken dauerhafter Tintenstrahlbilder mit gutem Reibewiderstand, das folgende Merkmale aufweist: a) ein Substrat; b) einen ersten Tintenstrahlstift, der eine Tintenstrahltinte enthält, wobei die Tintenstrahltinte konfiguriert ist, um auf das Substrat gespritzt zu werden, wobei die Tintenstrahltinte folgendes aufweist: i) ein erstes flüssiges Trägermittel, und ii) eine effektive Menge eines Pigmentfarbmittels, c) eine Gleitkomponente, die konfiguriert ist, um über die Tintenstrahltinte beschichtet zu werden, sobald sie auf das Substrat gespritzt ist.
Ein System gemäß Anspruch 1, bei dem die Tintenstrahltinte ferner von 0,2 Gewichtsprozent bis 15 Gewichtsprozent an Feststoffen einer anionischen oder neutralen, latexenthaltenden Kolloidsuspension aufweist.
Ein System gemäß Anspruch 1, bei dem das Pigmentfarbmittel mit von 0,5 Gewichtsprozent bis 10 Gewichtsprozent vorhanden ist.
Ein System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, das ferner einen zweiten Tintenstrahlstift, der eine Fixiererzusammensetzung enthält, wobei die Fixiererzu sammensetzung ein zweites flüssiges Trägermittel aufweist, und eine effektive Menge einer kationischen Komponente aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem kationischen Polymer, einem mehrwertigen Salz, einer organischen Säure und Kombinationen derselben besteht.
Ein System gemäß Anspruch 4, bei dem der zweite Tintenstrahlstift konfiguriert ist, um die Fixiererzusammensetzung auf das Substrat zu spritzen, und bei dem der erste Tintenstrahlstift konfiguriert ist, um die Tintenstrahltinte auf die Fixiererzusammensetzung zu spritzen, die auf dem Substrat vorliegt.
Ein System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Gleitkomponente aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Magnesiumsilikattalk, MgO, SiO₂, CaO, Fe₂O₃, Al₂O₃ und Kombinationen derselben besteht.
Ein System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Gleitkomponente ein Bauglied ist, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einem Polytetrafluorethylen und einem organischen Wachs besteht.
Ein System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Gleitkomponente konfiguriert ist, um über die Tintenstrahltinte durch einen Fluidspritzprozess oder durch einen Trockenblaseprozess beschichtet zu werden.
Ein Verfahren zum Drucken eines dauerhaften Tintenstrahltintenbildes, das folgende Schritte aufweist: a) Spritzen einer pigmentbasierten Tintenstrahltinte auf ein Substrat, um ein gedrucktes Bild zu erzeugen; und b) Überbeschichten des Bildes mit einer Gleitverbindung.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem das Substrat ein handelsübliches Offset-Medium ist.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem der Schritt des Spritzens der pigmentbasierten Tintenstrahltinte ferner den Schritt des Druckens einer anionischen oder neutralen, latexenthaltenden Kolloidsuspension auf das Substrat aufweist, gleichzeitig mit der pigmentbasierten Tintenstrahltinte.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem die pigmentbasierte Tintenstrahltinte und die anionische oder neutrale, latexenthaltende Kolloidsuspension miteinander vor dem Spritzen vermischt werden.
Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, das ferner den Schritt des Überdruckens oder Unterdruckens einer Fixiererzusammensetzung aufweist, vor oder nach dem Schritt des Spritzens der pigmentbasierten Tintenstrahltinte auf das Substrat, wobei der Fixierer eine effektive Menge einer kationischen Komponente aufweist.
Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem die Gleitkomponente eine anorganische Gleitverbindung ist.
Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem die Gleitkomponente eine organische Gleitverbindung ist.