DE60313837T2

DE60313837T2 - Nichtionische Zusätze zur Kontrolle der Pfützenbildung von Tintenstrahldruckertinten

Info

Publication number: DE60313837T2
Application number: DE60313837T
Authority: DE
Inventors: Linda C. Corvallis Uhlir-Tsang; John R. Corvallis Moffatt
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2003-09-12
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2023-09-13
Also published as: JP3940109B2; EP1413610B1; US20040055506A1; JP2004115804A; DE60313837D1; EP1413610A1; US6852153B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines Zusatzstoffes, um eine Pfützenbildung bei Tintenstrahltinten einzudämmen. Im Einzelnen bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung eines Pfützenbildungszusatzstoffes, der eine nichtionische, polare Gruppe und ein C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffende aufweist.
Stand der Technik:
Auf Grund der geringen Kosten von Tintenstrahldruckern, Fortschritten bei der Qualität der gedruckten Bilder und des relativ geräuschfreien Betriebs ist das Tintenstrahldrucken eine beliebte Alternative für ein Drucken zu Hause und im Büro. Ungeachtet dieser Vorteile werden weiterhin Forschung und Entwicklung betrieben, um Tintenstrahldruckqualität zu verbessern und gleichzeitig vernünftige Kosten des Tintenstrahldruckers und des Druckvorgangs beizubehalten.
Ein herkömmlicher Farbtintenstrahldrucker umfasst eine Mehrzahl von Widerstandselementen, die in einem bestimmten Muster in einem Druckkopf angeordnet sind. Die Widerstandselemente sind in einer Kammer angeordnet, die mit einer Öffnung versehen ist, damit Tintenstrahltinte aus einem Reservoir eintritt. Zusammen umfassen der Druckkopf und das Reservoir einen Tintenstrahlstift. Der Druckkopf umfasst ferner eine Öffnungsplatte, die eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist, durch die Tintenstrahltinte auf ein Druckmedium ausgeworfen wird. Jedes Widerstandselement ist durch eine Leiterbahn mit einem Mikroprozessor verbunden, wo Strom führende Signale bewirken, dass ein oder mehrere ausgewählte Widerstandselemente erhitzt werden. Die Hitze erzeugt eine Tintendampfblase in der Kammer, die durch die Öffnungen auf das Druckmedium ausgeworfen wird. Der ordnungsgemäß sequenzierte Ausstoß von Tintenstrahltinte aus jeder Öff nung bewirkt, dass Schriftzeichen oder andere Bilder auf das Druckmedium gedruckt werden, während der Druckkopf über das Druckmedium hinweg bewegt wird. Die Tintenstrahldrucker erzeugen qualitativ hochwertiges Drucken und sind sowohl kompakt als auch erschwinglich. Außerdem ist der Tintenstrahldrucker schnell und leise, da lediglich die Tinte das Papier berührt.
Um Farbbilder zu drucken, verwendet das Tintenstrahldrucken eine Kombination von cyanfarbenen, magentafarbenen, gelben und optional schwarzen Tintenstrahltinten, um alle Farben eines Farbspektrums zu erzeugen. Die cyanfarbenen, magentafarbenen, gelben und optional schwarzen Tintenstrahltinten werden kollektiv als „Satz" von Tintenstrahltinten bezeichnet. Ein Farbtintenstrahldrucker weist üblicherweise vier Tintenstrahlstifte auf, einen Stift für jede der Tintenstrahltinten. Farbtintenstrahltinten sind üblicherweise wasserbasiert und werden formuliert, indem ein Farbmittel, z.B. ein Farbstoff oder Pigment, in einem wässrigen Tintenträgermittel aufgelöst oder dispergiert wird. Beispielsweise verwendet eine gelbe Tintenstrahltinte einen gelben Farbstoff oder ein gelbes Pigment, der bzw. das in dem Tintenträgermittel aufgelöst oder dispergiert ist, während eine blaue Tintenstrahltinte einen cyanfarbenen Farbstoff oder ein cyanfarbenes Pigment verwendet, der bzw. das in dem Tintenträgermittel aufgelöst oder dispergiert ist. Falls das Farbmittel ein Farbstoff ist, liegt der Farbstoff üblicherweise in Form eines Salzes vor. Je nach der Anwendung und den gewünschten Eigenschaften der Farbtintenstrahltinte umfasst das Tintenträgermittel zusätzliche Komponenten, wie in der Technik bekannt ist.
Um qualitativ hochwertige Bilder zu erzeugen, muss die Tintenstrahltinte mit dem Tintenstrahlstift und dem Druckmedium kompatibel sein. Die Eigenschaften einer optimalen Tintenstrahltinte umfassen u.a. eine gute Verkrustungsbeständigkeit, eine gute Stabilität, ein geringes Farbe-Zu-Farbe-Zerfließen und eine rasche Trocknungszeit. Außerdem muss die Tintenstrahltinte in der Lage sein, die Tintenstrahlöffnung zu passieren, ohne die Öffnung zu verstopfen oder auf der Öffnungsplatte eine Pfütze zu bilden. Die Tintenstrahltinte sollte auch eine rasche Reinigung der Maschinenkomponenten bei minimalem Aufwand ermöglichen. Obwohl Tintenstrahltinten bekanntlich eine oder mehrere der vorstehenden Eigenschaften besitzen, besitzen wenige Tintenstrahitinten all diese Eigenschaften, da eine Verbesserung bezüglich einer Eigenschaft oft eine andere Eigenschaft negativ beeinflusst.
Obwohl die Druckqualität von derzeit erzeugten Tintenstrahltinten insgesamt allgemein hoch ist, erfolgt auf der Öffnungsplatte des Druckkopfes immer noch eine Pfützenbildung dieser Tinten. Magentafarbene Tintenstrahltinten weisen üblicherweise eine höhere Pfützenbildung auf als cyanfarbene und gelbe Tintenstrahltinten. Eine Pfützenbildung tritt auf, wenn die Tinte, die durch die Öffnungen ausgestoßen wird, das Druckmedium nicht erreicht. Stattdessen sammelt sich die Tintenstrahltinte auf einer äußeren Oberfläche der Öffnungsplatte oder bildet neben dem Rand der Öffnung eine Pfütze. Dies tritt auf, wenn Tintentropfen, die die Öffnungen verlassen, auf der Öffnungsplatte um jede Öffnung herum winzige Tintenmengen hinterlassen. Das Ausmaß der Pfützenbildung variiert von einigen wenigen, kleinen Tintentropfen bis zur Bildung großer Pfützen auf großen Teilen der Öffnungsplatte. Große Pfützen blockieren die Öffnungen teilweise oder vollständig und führen zu fehlenden Düsen, zu falschen Niedrige-Entkappung-Werten oder zu Veränderungen der Flugbahn der Tintentropfen. Die Veränderung der Flugbahn führt dazu, dass der Tintentropfen sein anvisiertes Pixelzentrum nicht trifft, was zu Druckfehlern auf dem Medium führt und die Qualität des gedruckten Bildes verringert.
Es wurden bereits verschiedene Lösungen bezüglich des Problems der Pfützenbildung vorgeschlagen. Manche Lösungen schlagen ein Modifizieren des Druckkopfes oder Stiftes vor, um die Pfützenbildung zu verringern, während andere Lösungen die Tintenstrahltintenzusammensetzung modifizieren. Beispielsweise wird eine Beschichtung aus hydrophobem Material auf den Druckkopf aufgebracht, um seine Benetzbarkeit zu verringern und um dadurch eine Pfützenbildung zu verringern. Jedoch ist diese Modifizierung des Druckkopfes kostspielig. Eine Kombination aus Stiftarchitektur und Modifikationen der Tintenstrahltintenzusammensetzung wurden bezüglich eines Verbesserns der Pfützenbildung ebenfalls vorgeschlagen.
Vorgeschlagene Modifikationen der Tintenstrahltinten umfassen ein Hinzugeben von anionischen und nicht-ionischen Tensiden zu der Tintenstrahltinte. Desgleichen wurde bereits eine Zugabe eines ersten Tensids und eines zweiten Tensids, um die Pfützenbildung zu verbessern, vorgeschlagen. Das erste Tensid weist einen Hydrophilelipophile-Gleichgewichtswert („HLB"-Wert, HLB = hydrophiliclipophilic balance) auf, der 1,5 Einheiten geringer ist als der des zweiten Tensids. Zusätzliche Modifikationen umfassen ein Hinzugeben von Salzen zu den Tintenstrahltinten. Jedoch führt ein Hinzugeben von Salzen oder Tensiden zu Zuverlässigkeits- und Materialwechselwirkungsproblemen, da diese Zusatzstoffe nicht bei allen Farbstoffen oder Tintenträgermitteln verwendet werden können. Außerdem wirkt sich ein Hinzugeben von Tensiden oder Salzen negativ auf wünschenswerte Eigenschaften der Tintenstrahltinten aus.
Es wäre wünschenswert, die Pfützenbildung von Tintenstrahltinten durch eine Verwendung von Zusatzstoffen zu verbessern, die in geringen Mengen effektiv sind und andere Eigenschaften der Tintenstrahltinten nicht negativ beeinflussen. Außerdem wäre es wünschenswert, Zusatzstoffe zu verwenden, die bei vielen Arten von Tintenträgermitteln wirksam sind.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung sieht die Verwendung von zwischen 0,1 Gew.-% und 2,0 Gew.-% eines Pfützenbildungszusatzstoffes bei einer Tintenstrahltintenzusammensetzung vor, um eine Pfützenbildung zu verbessern, wobei der Pfützenbildungszusatzstoff eine nicht-ionische, polare Gruppe und ein C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffende aufweist und wobei die Tintenstrahltintenzusammensetzung zusätzlich einen Farbstoff und ein wasserbasiertes Tintenträgermittel umfasst.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es wird ein nicht-ionischer Zusatzstoff, der zum Eindämmen der Pfützenbildung bei einer Tintenstrahitinte verwendet wird, offenbart, wobei der Pfützenbildungszusatzstoff eine nicht-ionische, polare Gruppe und ein C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffende umfasst.
Eine geeignete Tintenstrahltintenzusammensetzung umfasst:

(a) einen Farbstoff;
(b) ein wasserbasiertes Tintenträgermittel;
(c) von 0,1 Gew.-% bis 2,0 Gew.-% Pfützenbildungszusatzstoff, der eine nicht-ionische, polare Gruppe und ein C₆-bis-C₃₀-Kohlenwasserstoffende aufweist;
(d) optional von 0,01 bis 5 Gew.-% Tensid;
(e) optionale zusätzliche Inhaltsstoffe, einschließlich Feuchthaltemitteln, Buffern, Konservierungsstoffen, Bioziden und/oder Mitteln zur Veränderung der Viskosität.

Es kann ein Tintenstrahltintensatz vorgesehen sein, der einen Satz von cyanfarbener, gelber, magentafarbener und schwarzer Tintenstrahltinte umfasst, wobei jede Tintenstrahltinte von 0,1 Gew.-% bis 2,0 Gew.-% eines Pfützenbildungszusatzstoffes aufweist, der eine nichtionische, pola re Gruppe und ein C₆-bis-C₃₀-Kohlenwasserstoffende aufweist. Vorzugsweise umfasst jede Tintenstrahltinte des Satzes einen anderen Pfützenbildungszusatzstoff, der eine nichtionische, polare Gruppe und ein C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffende aufweist. Der Satz von Tintenstrahltinten, von denen jede den Pfützenbildungszusatzstoff umfasst, wird bei einem Farbdrucker verwendet.
Die Mengen der Komponenten in der Tintenstrahltinte werden in Gewichtsprozent („Gew.-%") des Gesamtgewichts der Tintenzusammensetzung ausgedrückt. Die Reinheit aller Komponenten ist die Reinheit, die bei normalen Tintenstrahltinten der handelsüblichen Praxis verwendet wird.
Die bei der vorliegenden Erfindung verwendete Tintenstrahltinte enthält einen Farbstoff. Der Farbstoff kann nichtionisch, kationisch, anionisch oder ein Gemisch aus nichtionischen, kationischen und/oder anionischen Farbstoffen sein. Farbstoffe sind in der Technik hinreichend bekannt und sind von zahlreichen Quellen erhältlich, einschließlich, aber nicht ausschließlich, Avecia (Wilmington, DE), Mitsubishi Chemical Corp. (Tokio, Japan) und Ilford AG (Freiburg, Schweiz). Die enthaltenen Farbstoffe können Säurefarbstoffe, Direktfarbstoffe, Lebensmittelfarbstoffe, Beizenfarbstoffe oder Reaktivfarbstoffe sein und können wasserlöslich oder wasserunlöslich sein. Beispiele von Farbstoffen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Sulfonat- und Carboxylatfarbstoffe, z.B. diejenigen Farbstoffe, die üblicherweise beim Tintenstrahldrucken eingesetzt werden. Spezifische Beispiele von Farbstoffen, die bei der Tintenstrahltinte eingesetzt werden können, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Sulforhodamine B (Sulfonat), Acid Blue 113 (Sulfonat), Acid Blue 29 (Sulfonat), Acid Red 4 (Sulfonat), Rose Bengal (Carboxylat), Acid Yellow 17 (Sulfonat), Acid Yellow 29 (Sulfonat), Acid Yellow 42 (Sulfonat), Acridine Yellow G (Sulfonat), Acid Yellow 23, Acid Blue 9, Nitro Blue Tetrazolium Chloride Monohydrate oder Nitro BT, Rhodamine 6G, Rhodamine 123, Rhodamine B, Rhoda mine B Isosyanate, Safranine O, Azure B und Azure B Eosinate, die alle von Sigma-Aldrich Chemical Company (St. Louis, MO) erhältlich sind. Beispiele von anionischen, wasserlöslichen Farbstoffen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Direct Yellow 132, Direct Blue 199, Magenta 377 (von Ilford AG, Schweiz, erhältlich), alleine oder zusammen mit Acid Red 52. Beispiele von wasserunlöslichen Farbstoffen umfassen Azo-, Xanthen-, Methin-, Polymethin- und Anthrochinon-Farbstoffe. Spezifische Beispiele von wasserunlöslichen Farbstoffen umfassen Ciba-Geigy Orasol Blue GN, Ciba-Geigy Orasol Pink und Ciba-Geigy Orasol Yellow. Der Farbstoff ist nicht wesentlich, und somit wird die Wahl des Farbstoffs nicht ausführlich erörtert. Vielmehr versteht es sich, dass Fachleute jeden geeigneten Farbstoff auswählen könnten.
Zusätzlich zu farbigen Farbstoffen können auch schwarze Farbstoffe in der Tintenstrahltinte verwendet werden. Beispielsweise können Direct Black 154, Direct Black 168, Fast Black 2, Direct Black 171, Direct Black 19, Acid Black 1, Acid Black 191, Mobay Black SP oder Acid Black 2 verwendet werden.
Der Farbstoff kann in einer Bandbreite von 0,1 bis 15 Gew.-% des Gesamtgewichts der Tintenstrahltinte in der Tintenstrahltinte vorliegen, wobei 0,5 bis 5 Gew.-% bevorzugt sind. Die Farbstoffmenge, die in der Tintenstrahltinte notwendig ist, hängt zum großen Teil von der Löslichkeit des Farbstoffs in dem Tintenträgermittel, der gewünschten Farbe, die mit der Tintenstrahltinte erzielt werden soll, und der Reinheit und Intensität des Farbstoffs ab.
Das Tintenträgermittel ist ein wasserbasiertes Tintenträgermittel, das Wasser oder ein Gemisch aus Wasser und zumindest einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel umfasst. Das wasserlösliche organische Lösungsmittel kann einen aliphatischen Alkohol, einen aromatischen Alkohol, ein Diol, einen Glykolether, einen Poly(glykol)ether, ein Caprolactam, ein Formamid, ein Acetamid und einen langkettigen Alkohol oder Gemische derselben umfassen, ist aber nicht auf diese beschränkt. Beispiele von organischen Lösungsmitteln umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, primäre Alkohole von 30 Kohlenstoffen oder weniger, primäre aromatische Alkohole von 30 Kohlenstoffen oder weniger, sekundäre aliphatische Alkohole von 30 Kohlenstoffen oder weniger, sekundäre aromatische Alkohole von 30 Kohlenstoffen oder weniger, 1,3-Alkyldiole von 30 Kohlenstoffen oder weniger, Alkyltriole von 30 Kohlenstoffen oder weniger, 1,0-Alkohole von 30 Kohlenstoffen oder weniger, Ethylenglykolalkylether, Propylenglykolalkylether, Poly(ethylenglykol)alkylether, höhere Homologe von Poly(ethylenglykol)alkylethern, Poly(propylenglykol)alkylether, höhere Homologe von Poly(propylenglykol)alkylethern, N-Alkylcaprolactame, nicht-substitutierte Caprolactame, substituierte Formamide, nicht-substituierte Formamide, substituierte Acetamide und nicht-substituierte Acetamide. Spezifische organische Lösungsmittel, die vorzugsweise eingesetzt werden, umfassen N-Methylpyrrolidon, 1,5-Pentandiol, 2-Pyrrolidon, Diethylenglykol, 1,3-(2-Methyl)-propandiol, 1,3,5-(2-Methyl)-pentantriol, Tetramethylensulfon, 3-Methoxy-3-methylbutanol, Glycerol, 3-Pyridylcarbinol, Pentaerythritol, 1,2-Alkyldiole und Gemische derselben, sind aber nicht auf diese beschränkt. Beispielsweise kann das wasserlösliche organische Lösungsmittel in dem Tintenträgermittel ein Gemisch aus einem Diol, einem Polyglykol und einem Glykol umfassen. Das bzw. die wasserlösliche(n) organische(n) Lösungsmittel liegt bzw. liegen in einer Bandbreite von 0,01 bis 50 Gew.-% des Gesamtgewichts der Tintenstrahltinte vor, wobei 0,1 bis 20 Gew.-% bevorzugt sind.
Das Tintenträgermittel kann optional Tenside, Feuchthaltemittel, Puffer, Konservierungsstoffe, Biozide und/oder Mittel zur Veränderung der Viskosität umfassen, je nach den gewünschten Eigenschaften der Tintenstrahltinte. Beispielsweise kann bei dem Tintenträgermittel zumindest ein Tensid verwendet werden. Das Tensid kann ein nicht-ionisches, amphoteres oder ionisches Tensid sein. Nicht-ionische und amphotere Tenside umfassen TERGITOL^®-Verbindungen, die Alkylpolyethylenoxide sind, die von Dow Chemical (Midland, Michigan) erhältlich sind; TRITON^®-Verbindungen, die von Rohm & Haas Co. (Philadelphia, PA) erhältliche Alkylphenylpolyethylenoxid-Tenside sind; BRIJ^®-Verbindungen, die von ICI Americas (Wilmington, DE) erhältlich sind; PLURONIC^®-Verbindungen, die von BASF (Mount Olive, NJ) erhältliche Polyethylenoxid-Blockcopolymere sind; SURFYNOL^®-Verbindungen, die von Air Products (Allentown, PA) erhältliche acetylenische Polyethylenoxide sind; Polyethylenoxidester („POE"-Ester); POE-Diester; POS-Amine; POS-Amide; und Dimethikon-Copolyole. Die Konzentration an eingesetztem Tensid beträgt zwischen 0,01 % und 5 Gew.-% des Gesamtgewichts der Tintenstrahltinte.
Es können Puffer verwendet werden, um die Tintenstrahltinte auf einem gewünschten pH-Wert zu halten. Der Puffer kann ein biologischer Puffer auf organischer Basis oder ein anorganischer Puffer sein. Die verwendeten Puffer können einen pH-Wert zwischen 3 und 9, vorzugsweise zwischen 6 und 9 und am stärksten bevorzugt zwischen 8 und 8,5, liefern. Beispiele von Puffern umfassen Trizma Base, die von Sigma-Aldrich Corp. (Milwaukee, Wisconsin) erhältlich ist; 4-Morpholinethansulfonsäure („MES"); 4-Morpholinpropansulfonsäure („MOPS"); und Beta-hydroxy-4-morpholinpropansulfonsäure („MOPSO").
Der Pfützenbildungszusatzstoff umfasst eine nicht-ionische, polare Gruppe und ein C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffende. Die nicht-ionische, polare Gruppe und das C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffende können direkt aneinander angelagert sein oder mittels eines Abstandhalters indirekt angelagert sein. Der Begriff „nicht-ionische, polare Gruppe" bezieht sich auf eine polare Gruppe, die eine neutrale Ladung aufweist, oder eine polare Gruppe, die sowohl eine positive Ladung als auch eine negative Ladung aufweist (ein Zwitter ion), wodurch sie effektiv eine neutrale Gesamtladung aufweist. Die nicht-ionische, polare Gruppe kann ein Alkan, ein Alken, ein Polyethylenoxid, einen Ether, einen Alkohol oder eine zwitterionische Gruppe umfassen, ist aber nicht auf diese beschränkt.
Das C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffende des Pfützenbildungszusatzstoffes kann eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffkette sein, die zwischen 6 und 30 Kohlenstoffe aufweist. Falls das C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffende ungesättigt ist, kann es zumindest eine Ungesättigtheitsstelle (Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung) aufweisen, wobei jede Ungesättigtheitsstelle entweder eine cis- oder trans-Stereochemie aufweist. Die Kohlenwasserstoffkette kann außerdem entweder eine gerade oder eine verzweigte Kette sein.
Als nicht-ionische, polare Gruppe des Pfützenbildungszusatzstoffes kann eine Alkohol-, Alken- oder zwitterionische Gruppe verwendet werden. Beispielsweise weist Oleylalkohol, der von Sigma-Aldrich Corp. (St. Louis, MO) erhältlich ist, eine Alkoholgruppe als nicht-ionische, polare Gruppe auf. Trans-5-Decen und trans-4-Octen weisen beide eine Alkengruppe als nichtionische, polare Gruppe auf und sind ebenfalls von Sigma-Aldrich Corp. (St. Louis, MO) erhältlich. Oleyldimethylaminoxid weist eine zwitterionische Gruppe als nichtionische, polare Gruppe auf und ist von Henkel Corp. (Düsseldorf, Deutschland) erhältlich. Kohlenwasserstoffketten, die zwischen 8 und 18 Kohlenstoffe aufweisen, können als C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffende verwendet werden. Vorzugsweise sind die Kohlenwasserstoffketten gerade Ketten und weisen zwischen 0 und 1 Ungesättigtheitsstellen auf.
Der Pfützenbildungszusatzstoff liegt in der Tintenstrahltinte in einer Menge vor, die dahin gehend wirksam ist, eine Pfützenbildung einzudämmen, und er kann in der verwendeten Menge in der Tintenstrahltinte löslich sein. In der Technik ist bekannt, dass längerkettige Kohlenwasserstoffe in dem Tintenträgermittel weniger löslich sind als kürzerkettige Kohlenwasserstoffe. Deshalb kann die Länge des C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffendes des Pfützenbildungszusatzstoffes so gewählt werden, dass der Pfützenbildungszusatzstoff in dem Tintenträgermittel löslich ist. Der Pfützenbildungszusatzstoff liegt in einer Menge zwischen 0,1 Gew.-% und 2,0 Gew.-% des Gesamtgewichts der Tintenstrahltinte vor. Die in der Tintenstrahltinte verwendete Menge an Pfützenbildungszusatzstoff ist eine minimale Menge, die ausreichend ist, um die Pfützenbildung einzudämmen, ohne andere Eigenschaften der Tintenstrahltinten negativ zu beeinflussen. Da die Menge an Pfützenbildungszusatzstoff minimal ist und andere Eigenschaften nicht negativ beeinflusst, kann der Pfützenbildungszusatzstoff bei einer großen Bandbreite von Tintenträgermitteln eingesetzt werden. Außerdem kann bei der Tintenstrahltinte mehr als ein Pfützenbildungszusatzstoff verwendet werden, um die gewünschte Verringerung der Pfützenbildung zu erzielen.
Der Pfützenbildungszusatzstoff kann in einer Analysenreinheit (99⁺%-Reinheit) im Handel erhältlich sein. Außerdem kann der Pfützenbildungszusatzstoff anhand von in der Technik bekannten Verfahren synthetisiert werden. Beispielsweise kann anhand von in der Technik bekannten Verfahren ein nicht im Handel erhältlicher Pfützenbildungszusatzstoff synthetisiert werden, der eine ungerade Anzahl von Kohlenstoffen in der Kohlenwasserstoffkette, eine verzweigte Kohlenwasserstoffkette, mehr als eine Ungesättigtheitsstelle oder eine Stereochemie aufweist.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist der Pfützenbildungszusatzstoff einen Alkohol als nicht-ionische, polare Gruppe und eine Kohlenwasserstoffkette, die 18 Kohlenstoffe umfasst, als C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffende auf.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel weist der Pfützenbildungszusatzstoff ein Alken als nicht-ionische, polare Grup pe und eine Kohlenwasserstoffkette mit zwischen 8 und 10 Kohlenstoffen als C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffende auf.
Bei einem wieder anderen Ausführungsbeispiel weist der Pfützenbildungszusatzstoff eine zwitterionische Gruppe als nicht-ionische, polare Gruppe und eine Kohlenwasserstoffkette mit 18 Kohlenstoffen als C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffende auf.

Die Komponenten einer exemplarischen Tintenstrahltinte sind in Tabelle 1 gezeigt, zusammen mit Mengenbereichen jeder Komponente. Die Tintenstrahltinte kann in Abhängigkeit von dem verwendeten Farbstoff cyanfarben, magentafarben, gelb oder schwarz sein. Tabelle 1: Komponenten der Tintenstrahltintenzusammensetzung

Komponente	Gew.-%
Farbstoff	etwa 0,5 bis 5
Diol/Polyglykolether/Glykolether	etwa 10 bis 15
Puffer	etwa 0,2
Konservierungsstoff/Biozid	etwa 0,05 bis 0,5
Tensid	etwa 0,02 bis 4
Pfützenbildungszusatzstoff	etwa 0,1 bis 2,0
Wasser	Rest

Die Tintenstrahltinten werden formuliert, indem diese Komponenten unter Verwendung von in der Technik bekannten Verfahren kombiniert werden. Die hierin beschriebenen Pfützenbildungszusatzstoffe können ohne weiteres in vorhandene Formulierungsprozesse integriert werden, da die Pfützenbildungszusatzstoffe in geringen Mengen vorliegen. Deshalb führt der Pfützenbildungszusatzstoff nicht zu Löslichkeitsproblemen, die eine Modifizierung existierender Formulierungsprozesse erfordern. Vielmehr wird der Pfützenbildungs zusatzstoff zusammen mit anderen Komponenten der Tintenstrahltinte zu der Tintenstrahltinte hinzugegeben. Da die Pfützenbildungszusatzstoffe ohne weiteres in vorhandene Prozesse integriert werden, sind die Kosten des Verringerns der Pfützenbildung gering.
Cyanfarbene, gelbe, magentafarbene und schwarze Tinten, die die hierin beschriebenen Pfützenbildungszusatzstoffe aufweisen, können bei einem Satz von Tintenstrahltinten in einem Farbdrucker verwendet werden. Der Satz von Tintenstrahltinten kann dazu verwendet werden, qualitativ hochwertige Bilder auf normale oder spezielle Druckmedien zu drucken. Obwohl jede der Tintenstrahltinten in dem Tintensatz den Pfützenbildungszusatzstoff aufweisen kann, wird auch in Betracht gezogen, dass der Pfützenbildungszusatzstoff in zumindest einer der Tintenstrahltinten vorliegen kann. Wenn beispielsweise eine Pfützenbildung lediglich in der magentafarbenen Tinte eines bestimmten Satzes von Tintenstrahltinten auftritt, so enthält eventuell lediglich diese Tinte den Pfützenbildungszusatzstoff. Außerdem kann jede der Tintenstrahltinten in dem Satz denselben Pfützenbildungszusatzstoff umfassen oder kann einen anderen Pfützenbildungszusatzstoff umfassen.
Beispiel 1
Tintenstrahltintenzusammensetzungen

Es wurden magentafarbene Tintenstrahltinten hergestellt, die die in Tabelle 1 aufgelisteten Komponenten umfassten. Der bei diesen Tintenstrahltinten verwendete Farbstoff war ein von Mitsubishi Chemical Corp. (Tokio, Japan) erhältlicher Magenta-Farbstoff. Die Pfützenbildungszusatzstoffe, die bei den magentafarbenen Tintenstrahltinten eingesetzt wurden, sind zusammen mit der Menge des getesteten Pfützenbildungszusatzstoffes in der Tabelle 2 aufgelistet. Tabelle 2: Pfützenbildungsergebnisse für magentafarbene Tintenstrahltinten

Allgemeine chemische Kategorie	Pfützenbildungszusatzstoff	Menge an Pfützenbildungszusatzstoff (Gew.-%)	Chemische Formel	PfützenbildungsPunktzahl (niedrigere Punktzahlen bevorzugt)
Alkohol	Oleylalkohol	0, 6	C₁₈H₃₆O	0
	Oleylalkohol	1,0	C₁₈H₃₆O	0
	Polyethylen(10)Oleylether	0,4	C₁₈H₃₅(OCH₂CH₂)_nOH, n ist etwa 10	1,6
	Polyethylen(20)Oleyl-ether	0,4	C₁₈H₃₅(OCH₂CH₂)_nOH, n ist etwa 20	2.2
	Polyethylen(2)Oleylether	0,4	C₁₈H₃₅(OCH₂CH₂)_nOH, n ist etwa 2	4,0
Alkene	trans-5-Decen	0,6	C₁₀H₂₀	0,3
	trans-5-Decen	1,0	C₁₀H₂₀	0,2
	trans-4-Octen	0,4	C₈H₁₆	1,1
	trans-7-Tetradecen	0,4	C₁₄H₂₈	4,3
Zwitterionische Tenside	cis-Oleyldimethylaminoxid	0,4	R(CH₃)₂N⁺O^–, R ist Oleyl	0,4
	cis-Oleylbetain	0,4	CH₃(CH₂)₇CHCH(CH₂)₇CH₂N⁺(CH₃)₂CH₂COO^–	1,4
Kontrolltinte	Keiner			3,2

Um als Kontrolle zu dienen, wurden auch magentafarbene Tintenstrahltinten hergestellt, die den Pfützenbildungszusatzstoff nicht aufwiesen.
Die Tintenstrahltinten wurden formuliert, indem die Komponenten direkt gemischt wurden. Der pH-Wert der Tintenstrahltinten wurde durch die Zugabe von Natriumhydroxid auf zwischen etwa 8,0 und 8,5 eingestellt. Bei diesem pH-Wertbereich waren die Pfützenbildungszusatzstoffe als Natriumsalz vorhanden.
Beispiel 2
Pfützenbildungsergebnisse
Die in Beispiel 1 beschriebenen Tintenstrahltinten wurden getestet, um ihre Pfützenbildungscharakteristika zu ermitteln. Die Tintenstrahltinte wurde kontinuierlich über ein ganzes Blatt eines Druckmediums gedruckt. Um das Ausmaß der Pfützenbildung zu ermitteln, wurde der Tintenstrahlstift entfernt, bevor er gewartet wurde, und der Umfang der Pfützenbildung auf dem Druckkopf wurde visuell betrachtet.
Die Pfützenbildung wurde gemessen, indem der Druckkopf nach dem Drucken visuell betrachtet wurde und indem eine „Pfützenbildungspunktzahl" zugewiesen wurde, um das Ausmaß der Pfützenbildung jeder Tintenstrahltinte wiederzugeben. Eine niedrige Pfützenbildungspunktzahl wies auf ein geringes Maß an Pfützenbildung hin. Tintenstrahltinten, die eine Pfützenbildungspunktzahl von weniger als etwa 1,0 aufwiesen, wiesen die größte Verringerung der Pfützenbildung auf. Die Pfützenbildung bei jeder Tintenstrahltinte, die den Pfützenbildungszusatzstoff aufwies, wurde mit der Pfützenbildung einer Kontrolltintenstrahltinte verglichen. Ein Verhältnis der Pfützenbildungspunktzahl jeder Tintenstrahltinte, die den Pfützenbildungszusatzstoff aufwies, zu der Pfützenbildungspunktzahl der Kontrolltintenstrahltinte ist in Tabelle 2 als „% keines Zusatzstoffes" angegeben.
Wie in Tabelle 2 gezeigt ist, wiesen die Tintenstrahltinten, die Oleylalkohol, trans-5-Decen, trans-4-Octen und Oleyldimethylaminoxid aufwiesen, die größte Verringerung der Pfützenbildung auf. Oleylalkohol wurde bei 0,6 und 1,0 Gew.-% getestet und wies bei beiden Mengen eine verbesserte Pfützenbildung auf.
Die Tintenstrahltinten, die trans-5-Decen und trans-4-Octen aufwiesen, zeigten ebenfalls eine verbesserte Pfützenbildung. Beide dieser Pfützenbildungszusatzstoffe weisen eine Alkengruppe als nichtionische, polare Gruppe auf, wobei trans-5-Decen ein C₁₀-Kohlenwasserstoffende aufweist und trans-4-Octen ein C₈-Kohlenwasserstoffende aufweist.
Eine Verwendung von Oleyldimethylaminoxid als Pfützenbildungszusatzstoff zeigte ebenfalls eine verbesserte Pfützenbildung bei den Tintenstrahltinten. Oleyldimethylaminoxid weist eine zwitterionische Gruppe als nicht-ionische, polare Gruppe und ein C₁₈-Kohlenwasserstoffende auf.
Beispiel 3
Zusätzliche Pfützenbildungszusatzstoffe
Pfützenbildungszusatzstoffe, die ein Alkan, ein Polyethylenoxid oder einen Ether als nicht-ionische, polare Gruppe aufweisen, werden synthetisiert oder käuflich erworben. Außerdem werden Pfützenbildungszusatzstoffe, die eine Kohlenwasserstoffkette aufweisen, die 6, 7, 9 oder 11–17 Kohlenstoffe in dem C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffende umfasst, synthetisiert oder käuflich erworben. Pfützenbildungszusatzstoffe, die eine Kohlenwasserstoffkette aufweisen, die zwischen 19 und 30 Kohlenstoffe in dem C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffende umfasst, werden ebenfalls synthetisiert oder käuflich erworben.
Die Pfützenbildungszusatzstoffe werden so zu Tintenstrahltinten formuliert und gedruckt, wie es zuvor beschrieben wurde. Tintenstrahltinten, die diese Pfützenbildungszusatzstoffe umfassen, weisen eine verringerte Pfützenbildung auf.
Obwohl die Erfindung für verschiedene Modifikationen und alternative Formen empfänglich sein kann, wurden hierin spezifische Ausführungsbeispiele ausführlich beschrieben. Jedoch sollte man verstehen, dass die Erfindung nicht auf die bestimmten offenbarten Formen beschränkt sein soll.
Vielmehr soll die Erfindung alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abdecken, die sich innerhalb der Wesensart und des Schutzumfangs der Erfindung gemäß der Definition durch die folgenden angehängten Patentansprüche befinden.

Claims

Verwendung von 0,1 Gewichtsprozent bis 2,0 Gewichtsprozent eines Pfützenbildungszusatzstoffes in einer Tintenstrahltintenzusammensetzung, um eine Pfützenbildung zu verbessern, wobei der Pfützenbildungszusatzstoff eine nicht-ionische, polare Gruppe und ein C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffende umfasst und wobei die Tintenstrahltintenzusammensetzung zusätzlich einen Farbstoff und ein wasserbasiertes Tintenträgermittel umfasst.
Die Verwendung gemäß Anspruch 1, bei der die nichtionische, polare Gruppe des Pfützenbildungszusatzstoffes eine Alkoholgruppe, eine Alkengruppe oder eine zwitterionische Gruppe umfasst.
Die Verwendung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der das C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffende des Pfützenbildungszusatzstoffes gesättigt ist.
Die Verwendung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der das C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffende des Pfützenbildungszusatzstoffes ungesättigt ist.
Die Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffende des Pfützenbildungszusatzstoffes zwischen 8 und 18 Kohlenstoffatome aufweist.
Die Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der Pfützenbildungszusatzstoff aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus trans-5-Decen, trans-4-Octen, Oleylalkohol und Oleyldimethylaminoxid besteht.
Die Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der Pfützenbildungszusatzstoff zu zwischen etwa 0,4 bis 1,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenstrahltinte, in der Tintenstrahltinte vorliegt.