DE10317973A1

DE10317973A1 - Tintenset für Tintenstrahldrucker

Info

Publication number: DE10317973A1
Application number: DE10317973A
Authority: DE
Inventors: Yu-Chang Kweishan Shen; In-Shan Kweishan Sir; Chia-Hsin Kweishan Chien; Yun-I Kweishan Liu; Yu-Ting Kweishan Lin
Original assignee: BenQ Corp
Current assignee: BenQ Corp
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2004-01-15
Also published as: US6964702B2; US20030196570A1

Abstract

Diese vorliegende Erfindung ist ein Tintenset für einen Tintenstrahldrucker. Das Tintenset umfasst eine erste Tinte und mindestens eine zweite Tinte. Die erste Tinte umfasst mindestens einen ersten farbgebenden Stoff, eine erste Ware und mindestens ein erstes nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel. Die erste Ware umfasst Wässriges, das mindestens ein erstes nicht-ionisches oberflächenaktivesMittel eines ersten HLB-Wertes (hydrophil-lipophiles Gleichgewicht) hat. Die mindestens zweite Tinte umfasst mindestens einen zweiten farbgebenden Stoff, eine zweite Ware und mindestens ein zweites nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel. Der mindestens eine zweite farbgebende Stoff stellt eine entsprechende Farbe der zweiten Tinte bereit. Die zweite Ware umfasst Wässriges. Das mindestens eine zweite nicht-ionische oberflächenaktive Mittel hat einen zweiten HLB-Wert. Der erste HLB-Wert ist kleiner oder gleich dem zweiten HLB-Wert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tintenset für Tintenstrahldrucker; insbesondere das Tintenset, das eine Tinte mit tiefer Farbe und eine Tinte mit heller Farbe umfasst.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Die Tintenstrahldrucktechnik wird seit mehreren Jahren entwickelt. Sie ist nicht teuer, leise und verfügt über eine Druckqualität an Farbensattheit. Außerdem kann die Tinte an verschiedenen Arten von Medien, wie normalem ungestrichenem Papier, Papier für Spezialdruck und Folie zum Drucken anhaften.

Tintenstrahldrucken ist ähnlich zu herkömmlichem Drucken. Das Grundtintenset ist eine Kombination von Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz. Durch Modifizierung kann die Kombination nur drei Farben, einschließend Cyan, Magenta und Gelb, aufweisen, um eine Vollfarbenwirkung zu erreichen. Außerdem kann die Farbsättigung und die Druckqualität erhöht werden, indem Farben von hellem Cyan, hellem Magenta, hellem Gelb, Grau, Grün, Blau, Orange, usw. zugegeben werden.

Zum Tintenstrahldrucken verwendete Tinten können in Tinte auf Farbstoffbasis oder Tinte auf Pigmentbasis, gemäß den Zusammensetzungen, eingeteilt werden. Die Zusammensetzung der Tinte steht mit der Darstellung der Farben in Zusammenhang. Der Farbstoff löst sich einfach in Wasser und stellt eine stärker leuchtende Farbe bereit. Jedoch weist er normalerweise eine schlechte Lichtbeständigkeit auf. Wegen seiner guten Wasserlöslichkeit weist der Farbstoff eine schlechte Wasserbeständigkeit auf. Wenn das Bild einer Tinte auf Farbstoffbasis mit Wasser in Berührung kommt, löst sich der Farbstoff wieder, wodurch der Druckqualität Schaden zugefügt wird. Das Pigment ist unlöslich in Wasser und verfügt über eine bessere Wasserbeständigkeit und Lichtbeständigkeit, aber seine Farbsättigung ist vergleichsweise schlecht. Da das Pigment in Teilchenform vorliegt, ist es schwer, es einheitlich zu dispergieren und es wird zu größeren Teilchen, wodurch Tintenstrahlköpfe von Druckern beschädigt werden. Deshalb ist eine gute Dispersion eine wichtige Eigenschaft der Tinte auf Pigmentbasis.

Auf der anderen Seite können zum Tintenstrahldrucken verwendete Tinten nach der Helligkeit in tiefe Tinte oder helle Tinte eingeteilt werden. Zum Analysieren der Helligkeit der Tinten verwenden die Erfinder im Allgemeinen das folgende Verfahren:

1. Verdünnen der Tintenlösung auf einen Gehalt von 200 ppm an farbgebendem Stoff
2. Probenhaltevorrichtung auf Quarzbasis, mit einer Dicke von 0,2 cm (Dicke der Haltevorrichtung, nicht Dicke der Wand)
3. Messung der Helligkeit der verdünnten Tintenlösung mit einem Kolorimeter mit vorherbestimmter Lichtquelle.

Die tiefere Farbe weist die geringere Helligkeit auf. Zum Beispiel: die Helligkeit der schwarzen Tinte ist normalerweise kleiner als 30, die Helligkeit der cyanfarbenen Tinte liegt. normalerweise in einem Bereich von 30 bis 55, die Helligkeit der magentafarbenen Tinte liegt normalerweise in einem Bereich von 45 bis 60, die Helligkeit der gelben Tinte ist normalerweise höher als 70.

Neben der Helligkeit beeinflusst auch die Wasserbeständigkeit und die Lichtbeständigkeit, die Trocknungsgeschwindigkeit und die Tintenmigration die Druckqualität. Schnelles Trocknen bedeutet, dass die Trocknungszeit für die Tinte auf dem Druckmedium kurz ist. Die Trocknungsgeschwindigkeit wird die Druckgeschwindigkeit des Druckers beeinflussen, da das zweite Diagramm nicht gedruckt werden kann, bis das erste trocken ist. Tintenmigration bedeutet das Ausbreiten der Tinte oder Infiltrieren in eine andere Farbe. Dies geschieht, weil die Tinte nicht wirkungsvoll aneinanderhaften kann und auch wegen der Kapillarwirkung der Mediumfaser. Tintenmigration wird der Druckqualität ernsthaft Schaden zufügen.

Es gibt mehrere Verfahren die Tintenmigration auf dem Medium einzuschränken oder zu verzögern. Ein Verfahren ist, die Trocknungsgeschwindigkeit zu beschleunigen, indem Additive mit höherer Flüchtigkeit, wie Alkohole mit einer niedrigen Anzahl an Kohlenstoffatomen, zu der Tinte gegeben werden. Das zweite Verfahren ist, die Tintenpenetration auf dem Medium zu beschleunigen, indem die Beschaffenheiten der Tinte gesteuert werden. Dieses Verfahren macht die Tinte nicht nur schnell-trocknend, sondern schränkt auch die Migration ein. Das dritte Verfahren ist, eine Wand herzustellen, um die Infiltration einer Farbe in eine andere zu verhindern. Die Wand kann durch chemische Umsetzungen von zwei Farben, die jeweils miteinander in Kontakt kommen, hergestellt werden. Das andere Verfahren zur Verzögerung der Migration ist die Zugabe eines wirkungsvollen oberflächenaktiven Mittels zu der Tinte, um die Oberflächenspannung abzusenken, was zu schnellem Trocknen und hoher Druckgeschwindigkeit führt.

Ein oberflächenaktives Mittel wird gewöhnlich in kationisch, ionisch, nicht-ionisch und amphoter eingeteilt. Ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel verfügt sowohl über hydrophile als auch lipophile Seiten, und löst sich einfach. Um die hydrophilen und lipophilen Beschaffenheiten des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels abzuschätzen, wird der hydrophil-lipophiles Gleichgewicht-Wert (HLB, Hydrophilic Lipophilic Balance) verwendet. Jedoch wurde der Algorithmus des HLB-Werts noch nicht vereinheitlicht. Das Folgende ist eine allgemeine Formel zur Berechnung von HLB.

Formel 1: [(Molekulargewicht der hydrophilen Zusammensetzung)/(Gesamtmolekulargewicht)] × 20
Gemäß Formel 1 liegt der HLB-Wert in einem Bereich von 0 bis 20. Je höher der HLB-Wert, desto stärker ist die hydrophile Beschaffenheit, und umgekehrt. Durch Zugabe des oberflächenaktiven Mittels zur Tinte kann die Löslichkeit von Wasser und Öl kontrolliert werden und die Oberflächenspannung der Tinte kann angepasst werden.

Außerdem sind die Farbtinten im gewöhnlichen Schreibtisch-Tintenstrahldrucksystem meistens Tinten auf Farbstoffbasis, zur Erhöhung der Farbsättigung des Bildes und zum Hellermachen der Bilder. Die schwarze Tinte auf Farbstoffbasis wird immer weniger beliebt und wird durch Tinte auf Pigmentbasis ersetzt, da die Bilder mit Tinte auf Pigmentbasis länger überdauern können. Aufgrund des Unterschiedes zwischen Farbstoff und Pigment sind die Druckqualitäten von unterschiedlichen Tintensets unterschiedlich.

Deshalb besteht ein Bedarf, die Druckgeschwindigkeit zu beschleunigen und die Druckqualität zu verbessern. Wie man eine bessere Kombination von tiefhell-Tinten, Tinten auf Farbstoff/Pigment-Basis, Tinten auf Farbstoff/Farbstoff-Basis und Tinten auf Pigment/Pigment-Basis zum Tintenstrahldrucken herstellt, wird zu einem wichtigen Problempunkt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Tintensets, um den vorstehend erwähnten Problempunkt zu lösen.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Tintenset bereit, welches eine erste Tinte und mindestens eine zweite Tinte für einen Tintenstrahldrucker umfasst. Die erste Tinte umfasst mindestens einen ersten farbgebenden Stoff, ein erstes Medium und mindestens ein erstes nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel mit einem ersten HLB-Wert (hydrophil-lipophiles Gleichgewicht). Die zweite Tinte umfasst mindestens einen zweiten farbgebenden Stoff zur Bereitstellung einer entsprechenden Farbe der zweiten Tinte, ein zweites Medium und mindestens ein zweites nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel mit einem zweiten HLB-Wert. Der erste HLB-Wert ist kleiner oder gleich dem zweiten HLB-Wert. Die Helligkeit der ersten Tinte ist geringer als die der zweiten Tinte. Das Medium kann Wässriges, ein organisches Lösungsmittel, ein Benetzungsmittel, ein Polymerlösungsmittel, ein Bakterizid oder die Kombination der vorstehend Erwähnten umfassen.

Zum Analysieren der Helligkeit der Tinten verwenden die Erfinder im Allgemeinen das folgende Verfahren:

Im Allgemeinen definiert das Verfahren nur eine Einteilung der Tintenlösung in tiefe oder helle Farbe. Die tiefere Farbe weist die geringere Helligkeit auf. Zum Beispiel: die Helligkeit der schwarzen Tinte ist normalerweise kleiner als 30, die Helligkeit der cyanfarbenen Tinte liegt normalerweise in einem Bereich von 30 bis 55, die Helligkeit der magentafarbenen Tinte liegt normalerweise in einem Bereich von 45 bis 60, die Helligkeit der gelben Tinte ist normalerweise höher als 70. Gemäß der vorliegenden Erfindung verringert das Tintenset die Trocknungszeit, es beschleunigt die Druckgeschwindigkeit, es schränkt die Migration ein und es verbessert ferner die Druckqualität.

Der Vorteil und der Geist der Erfindung können durch die folgenden Ausführungen, zusammen mit den angefügten Zeichnungen, verstanden werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ANGEFÜGTEN ZEICHNUNGEN

Das Patent- oder Anmeldungsdossier enthält mindestens eine in Farbe ausgeführte Zeichnung. Kopien dieses Patents oder der Veröffentlichung dieser Patentanmeldung mit Farbzeichnungen) werden auf Antrag und bei Bezahlung der notwendigen Gebühr vom Amt bereitgestellt.

1 ist ein ausgedrucktes Diagramm des experimentellen Ergebnisses der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.

2 ist ein ausgedrucktes Diagramm des experimentellen Ergebnisses der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.

3 ist ein ausgedrucktes Diagramm des experimentellen Ergebnisses des ersten Gegenstücks gemäß der vorliegenden Erfindung.

4 ist ein ausgedrucktes Diagramm des experimentellen Ergebnisses der dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.

5 ist ein ausgedrucktes Diagramm des experimentellen Ergebnisses der vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.

6 ist ein ausgedrucktes Diagramm des experimentellen Ergebnisses der fünften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.

7 ist ein ausgedrucktes Diagramm des experimentellen Ergebnisses des zweiten Gegenstücks gemäß der vorliegenden Erfindung.

8 ist ein ausgedrucktes Diagramm des experimentellen Ergebnisses des dritten Gegenstücks gemäß der vorliegenden Erfindung.

9 ist ein ausgedrucktes Diagramm des experimentellen Ergebnisses des vierten Gegenstücks gemäß der vorliegenden Erfindung.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung stellt ein Tintenset für Tintenstrahldrucker bereit. Das Tintenset umfasst eine erste Tinte und mindestens eine zweite Tinte. Die Hauptzusammensetzung der schwarzen ersten Tinte im Tintenset umfasst ein ersten Medium, mindestens einen ersten farbgebenden Stoff und mindestens ein erstes nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel. Das erste Medium umfasst Wässriges, organisches Lösungsmittel, Benetzungsmittel, Polymerlösungsmittel, Bakterizid, oder die Kombination von diesen Erwähnten. Die Konzentration des Wassers liegt in einem Bereich von 50 Gew.-% bis 95 Gew.-%. Der bevorzugte Konzentrationsbereich ist 70 Gew.-% bis 90 Gew.-%. Das Tintenset umfasst auch ein wasserlösliches Lösungsmittel, wie organisches Lösungsmittel und anorganisches Salz, zur Verbesserung der Infiltration und Dispersion der Tinte.

Die Hauptkomponenten der zweiten Tinte umfassen ein zweites Medium, mindestens einen zweiten farbgebenden Stoff und mindestens ein zweites nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel. Das zweite Medium kann Wässriges, organisches Lösungsmittel, Benetzungsmittel, Polymerlösungsmittel, Bakterizid, oder jede Kombination von diesen Lösungsmitteln sein. Die Konzentration des Wassers liegt in einem Bereich von 50 Gew.-% bis 95 Gew.-%. Der bevorzugte Konzentrationsbereich ist 70 Gew.-% bis 90 Gew. %. Die Tinte umfasst auch ein wasserlösliches Lösungsmittel, wie organisches Lösungsmittel und anorganisches Salz, zur Verbesserung der Infiltration und Dispersion der Tinte.

Wenn der Druckkopf über eine lange Zeit Luft ausgesetzt ist, kann die Tinte im Druckkopf einfach verdunsten und Niederschläge bilden, was zum Verstopfen des Druckkopfs und zur Beeinflussung der Druckqualität führt. Zum Verlangsamen der Verdunstung und zur Verhinderung von Verstopfung wird das Benetzungsmittel in die Tinte gegeben. Das vorliegend verwendete Benetzungsmittel ist das organische Lösungsmittel mit niedriger Flüchtigkeit, wie Ethylenglycol, Polyethylenglycol und Glycerol. Die Konzentration liegt unter 20 Gew.-%.

Neben den vorstehend erwähnten Komponenten wird das Bakterizid zugegeben, um das Wachstum der Bakterien in der Tinte zu verhindern. Der Puffer wird zugegeben, um den ersten farbgebenden Stoff oder den zweiten farbgebenden Stoff auf einen bevorzugten pH-Wert zu bringen, und die Tinte kann bevorzugte Farben zeigen. Auch andere Additive können zugegeben werden, für bessere Lichtbeständigkeit und Wetterbeständigkeit.

In dieser Erfindung hat das erste nicht-ionische oberflächenaktive Mittel, das zur ersten Tinte zugegeben wurde, einen ersten hydrophil-lipophiles Gleichgewicht-Wert (HLB). Das zweite nicht-ionische oberflächenaktive Mittel, das zur zweiten Tinte zugegeben wurde, hat einen zweiten HLB-Wert. Der erste HLB-Wert muss kleiner oder gleich dem zweiten HLB-Wert sein. Die Berechnung des HLB-Werts des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels erfolgt auf die selbe Weise wie vorstehend beschrieben bei Formel 1. Die Helligkeit der ersten Tinte ist niedriger als die Helligkeit der zweiten Tinte. Das Analyseverfahren der Helligkeit ist vorstehend beschrieben. Herkömmlicherweise ist die Helligkeit der schwarzen Tinte im Allgemeinen kleiner als 30, die Helligkeit der cyanfarbenen Tinte liegt im Allgemeinen in einem Bereich von 30 bis 55, die Helligkeit der magentafarbenen Tinte liegt im Allgemeinen in einem Bereich von 45 bis 60, die Helligkeit der gelben Tinte ist im Allgemeinen höher als 70. Durch die vorstehend erwähnten Kriterien verhindert das Tintenset der Erfindung eine Migration zwischen den Tinten.

Das Experimentergebnis der vorliegenden Erfindung ist im Folgenden beschrieben. In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Tinte eine schwarze Tinte auf Pigmentbasis und die mindestens eine zweite Tinte sind mit farbigem Farbstoff gefärbte Tinten.

Da das Pigment eine größere Teilchengröße aufweist, neigt es leichter zur Niederschlagbildung und verstopft den Druckkopf. Deshalb ist es notwendig, dass die Teilchengröße kontrolliert wird. Die bevorzugte Teilchengröße des Pigments ist kleiner als 1,0 μm. Auch werden Dispergiermittel und Klebstoffmittel zur Verringerung von Verstopfung verwendet. Das dispergierte Pigment der Erfindung kann AcryJet Black 357 (von Rohm & Haas), Bayscipt Black VPSP 20016, Bayscipt Black VPSP 20046 (von Bayer AG), LJD-3107, LJD-3207, LJD-3209 (von Sun Chemical), Hostafine T, Hostafine TS, Hostafine PT (von Clariant GmbH), Cab-O-Jet 200, Cab-O-Jet 300 (von Cabot), BonJet CW-1, BonJet CW-2 (von Orient), usw. sein. Die Konzentration liegt in einem Bereich von 1 Gew. % bis 15 Gew.-%, und der bevorzugte Bereich ist 1 Gew.-% bis 8 Gew.-%.

Das oberflächenaktive Mittel in der schwarzen Tinte auf Pigmentbasis kann die Adhäsion und die Oberflächenspannung beeinflussen, und passt die Dispersion und die Infiltration der schwarzen Tinte auf Pigmentbasis an. Wenn ein oberflächenaktives Mittel in einer passenden Konzentration in die schwarze Tinte auf Pigmentbasis gegeben wird, geht das Tintenstrahlen reibungsloser vonstatten, wegen einer passenden Adhäsion, und weil, wegen einer passenden Oberflächenspannung, keine Migration stattfindet. Die vorliegende Erfindung verbessert auch die Dispersion der schwarzen Tinte auf Pigmentbasis und die Penetration des Mediums.

Das oberflächenaktive Mittel in der schwarzen Tinte auf Pigmentbasis ist das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel, das vorstehend erwähnte erste nicht-ionische oberflächenaktive Mittel. Das erste nicht-ionische oberflächenaktive Mittel kann aus der Reihe Surfynol 104, Surfynol 400 (von Air Products), der Reihe Tergitol 15-S-n (von UCC), der Reihe TRE, der Reihe NP (von En Hou), usw. sein. Die zugegebene Gesamtmenge ist niedriger als 0,001 Gew.-% bis 10 Gew.-%. Der bevorzugte Konzentrationsbereich ist 0,001 Gew.-% bis 3,5 Gew.-%.

Der Farbstoff verfügt über eine bessere Wasserlöslichkeit, kristallisiert aber leichter, wodurch der Fluss beim Tintenstrahlen beeinflusst wird. Der Farbstoff in dieser Erfindung umfasst die Reihe Duasyn SF (von Clariant GmbH), die Reihe ProJet (von Avecia), die Reihe Bayscipt (von Bayer AG), die Experimental PC Reihe, Access Reihe, Palmer Reihe, Liquitant Reihe (von Milliken Chemical), Y1189, Y104, Y178, M377, M1114 (von Ilford), die Reihe Water Color (von Orient), die Reihe Basacid (von BASF), usw. Die Konzentration liegt in einem Bereich von 0,5 Gew. % bis 14 Gew. %. Der bevorzugte Konzentrationsbereich ist 1 Gew. % bis 7 Gew.-%.

Das oberflächenaktive Mittel in der Tinte auf Farbstoffbasis der Erfindung ist das nichtionische oberflächenaktive Mittel, das vorstehend erwähnte zweite nicht-ionische oberflächenaktive Mittel. Das zweite nicht-ionische oberflächenaktive Mittel kann aus den vorstehend erwähnten ersten nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln ausgewählt sein. Die zugefügte Gesamtmenge des oberflächenaktiven Mittels ist normalerweise niedriger als 0,001 Gew.-% bis 10 Gew. %. Die bevorzugte Konzentration liegt in einem Bereich von 0,001 Gew.-% bis 3,5 Gew. %.

In dieser Erfindung hat das erste nicht-ionische oberflächenaktive Mittel, welches zu der schwarzen Tinte auf Pigmentbasis gegeben wird, einen ersten hydrophil-lipophiles Gleichgewicht-Wert (HLB). Das zweite nicht-ionische oberflächenaktive Mittel, welches zu der nicht-schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis gegeben wird, hat einen zweiten HLB-Wert. Der erste HLB-Wert muss kleiner oder gleich dem zweiten HLB-Wert sein. Die Berechnung des HLB-Werts des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels erfolgt auf die selbe Weise wie vorstehend beschrieben bei Formel 1. Das Tintenset der Erfindung verhindert eine Migration zwischen den Tinten.

Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und deren entsprechen e Gegenstüc e wurden im selben Tintenstrahldrucker verwendet und auf ein selbes Medium übertragen, um gegenseitig zu vergleichen. Man nehme Bezug auf Tabelle 1(a), Tabelle 1(b), Tabelle 1(e) und Tabelle 1(d). Tabelle 1(a), Tabelle 1(b), Tabelle 1(c) und Tabelle 1(d) führen jeweils die Zusammensetzungen der mit cyanfarbenem Farbstoff gefärbten Tinte, mit magentafarbenem Farbstoff gefärbten Tinte, der gelben Tinte auf Farbstoffbasis und der schwarzen Tinte auf Pigmentbasis in der ersten Ausführungsform der Erfindung auf. Tabelle 1(a) bis Tabelle 1(d) beschreibt das Tintenset der schwarzen Tinte auf Pigmentbasis und der nicht-schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis in der ersten Ausführungsform dieser vorliegenden Erfindung. Die nichtschwarze Tinte auf Farbstoffbasis des Tintensets umfasst drei Arten von Tinte, nämlich cyanfarbene Tinte auf Farbstoffbasis, magentafarbene Tinte auf Farbstoffbasis und gelbe Tinte auf Farbstoffbasis.
Man nehme Bezug auf Tabelle 1(a), die Zusammensetzung der cyanfarbenen Tinte auf Farbstoffbasis. Der Farbstoff ist Bayscript Cyan BA liq (von Bayer AG), und die Konzentration beträgt 4 Gew.-%. Das Benetzungsmittel ist Propenglycol (von Adrich), und die Konzentration beträgt 10 Gew.-%. Das organische Lösungsmittel ist 2-Pyrrolidon (von Adrich), und die Konzentration beträgt 1,5 Gew. %. Das Polymerlösungsmittel ist Polyethylenglycol 900 (von Adrich), und die Konzentration beträgt 6 Gew.-%. Das oberflächenaktive Mittel ist Tergitol 15-S-5 (von UCC) mit dem HLB-Wert von 10,6, und die Konzentration beträgt 1 Gew.-%. Das Bakterizid ist Mergal K7 (von Clariant), und die Konzentration beträgt 0,5 Gew.-%. Schließlich, die Konzentration von deionisiertem Wasser beträgt 77 Gew.-%.
Man nehme Bezug auf Tabelle 1(b) und Tabelle 1(c), jeweils die Zusammensetzung der magentafarbenen Tinte auf Farbstoffbasis und die Zusammensetzung der gelben Tinte auf Farbstoffbasis. Die Zusammensetzungen der magentafarbenen Tinte auf Farbstoffbasis und der gelben Tinte auf Farbstoffbasis sind ähnlich der Zusammensetzung der cyanfarbenen Tinte auf Farbstoffbasis, welche in Tabelle 1(a) aufgezeigt ist, aber geringfügig verschieden in Bezug auf den Farbstoff. Der Farbstoff der magentafarbenen Tinte auf Farbstoffbasis ist Bayscript Magenta VPSP 25032 (von Bayer AG). Der Farbstoff der gelben Tinte auf Farbstoffbasis ist Bayscript Yellow GGN (von Bayer AG).
Man nehme Bezug auf Tabelle 1(d), die Zusammensetzung der schwarzen Tinte auf Pigmentbasis. Die Zusammensetzung der schwarzen Tinte auf Pigmentbasis ist auch ähnlich zu den drei Arten der Tinten auf Farbstoffbasis, aber geringfügig verschieden in Bezug auf das Pigment und das oberflächenaktive Mittel. Das Pigment ist Bayscript Black VPSP 20016 (von Bayer AG). Das oberflächenaktive Mittel ist Surfynol 420 (von Air Products) mit dem HLB-Wert von 4.
Tabelle 1(a) Die cyanfarbene Tinte auf Farbstoffbasis in der ersten Ausführungsform
Tabelle 1(b) Die magentafarbene Tinte auf Farbstoffbasis in der ersten Ausführungsform
Tabelle 1(c) Die gelbe Tinte auf Farbstoffbasis in der ersten Ausführungsform
Tabelle 1(d). Die schwarze Tinte auf Pigmentbasis in der ersten Ausführungsform
Man nehme Bezug auf Tabelle 2. In Tabelle 2 sind die Zusammensetzung und die Konzentration der schwarzen Tinte auf Pigmentbasis in der zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung aufgeführt. In der zweiten Ausführungsform sind die drei Arten der nichtschwarzen Tinten auf Farbstoffbasis des Tintensets und ihre Zusammensetzungen (nicht in Tabelle 2 aufgeführt) die selben, wie jene in der ersten Ausführungsform. Die Zusammensetzung der schwarzen Tinte auf Pigmentbasis in der zweiten Ausführungsform ist ähnlich zu der in der ersten Ausführungsform, aber geringfügig verschieden in Bezug auf das oberflächenaktive Mittel. Das oberflächenaktive Mittel in der schwarzen Tinte auf Pigmentbasis der zweiten Ausführungsform ist Tergitol 15-S-5 (von UCC), mit dem HLB-Wert von 10,6.
Tabelle 2 Die schwarze Tinte auf Pigmentbasis in der zweiten Ausführungsform
Man nehme Bezug auf Tabelle 3. In Tabelle 3 ist die Zusammensetzung des ersten Gegenstücks zu den ersten und zweiten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgeführt. Das erste Gegenstück weist die selben drei Arten von nicht-schwarzer Tinte auf Farbstoffbasis und Zusammensetzungen auf, wie jene in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wobei Sie für Einzelheiten bitte auf Tabelle 1(a) bis (c) Bezug nehmen. Die Zusammensetzung der schwarzen Tinte auf Pigmentbasis des ersten Gegenstücks ist ähnlich zu jener der zwei Ausführungsformen. Der einzige Unterschied ist, dass sein oberflächenaktives Mittel Surfynol 485W (von Air Produkts) mit dem HLB-Wert von 17 ist.
Tabelle 3 Das erste Gegenstück der schwarzen pigmentierten Tinte
In den Tintensets der ersten und der zweiten Ausführungsformen und des ersten Gegenstücks ist das oberflächenaktive Mittel der schwarzen Tinte auf Pigmentbasis der Unterschied. In den ersten und den zweiten Ausführungsformen ist der HLB-Wert des oberflächenaktiven Mittels ' in der schwarzen Tinte auf Pigmentbasis kleiner oder gleich dem HLB-Wert des oberflächenaktiven Mittels in der nicht-schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis. Im ersten Gegenstück ist der HLB-Wert des oberflächenaktiven Mittels in der schwarzen Tinte auf Pigmentbasis größer als der HLB-Wert des oberflächenaktiven Mittels in der nicht-schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis. Deshalb wird die veränderliche Größe über den HLB-Wert gesteuert. Die Eigenschaften der Erfindung werden durch eine Minimierung der veränderlichen Größe offensichtlich.
Man nehme Bezug auf 11, 2, 3 und Tabelle 4. 1 ist ein ausgedrucktes Diagramm des experimentellen Ergebnisses der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 ist ein ausgedrucktes Diagramm des experimentellen Ergebnisses der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. 3 ist ein ausgedrucktes Diagramm des experimentellen Ergebnisses des ersten Gegenstücks gemäß der vorliegenden Erfindung. In Tabelle 4 sind die Ergebnisse der ersten Experimente aufgeführt. Diese Ergebnisdiagramme wurden mit dem selben Tintenstrahldrucker (von HP930C, die Tintenpatrone ist HP C6578 & 51645), und dem selben Medium (von Plain paper, 70 g/m²) hergestellt. Beim Vergleichen der drei Diagramme zeigt sich in den ersten und den zweiten Ausführungsformen keine Migration zwischen der Tinte auf Pigmentbasis und der Tinte auf Farbstoffbasis. Jedoch findet eine Migration im Gegenstück statt. Die Ergebnisse des ersten Experiments sind in Tabelle 4 zusammengefasst.
Tabelle 4 Die Ergebnisse des ersten Experiments
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden passende nicht-ionische oberflächenaktive Mittel in die schwarzen Tinten auf Pigmentbasis und die nicht-schwarzen Tinten auf Farbstoffbasis gegeben. Der HLB-Wert des oberflächenaktiven Mittels in der schwarzen Tinte auf Pigmentbasis ist kleiner oder gleich dem HLB-Wert des oberflächenaktiven Mittels in der nicht-schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis. Ein solches Tintenset verringert die Trocknungszeit, beschleunigt die Druckgeschwindigkeit, schränkt die Migration ein und verbessert ferner die Druckqualität.
In der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Tinte eine schwarze Tinte auf Farbstoffbasis und die mindestens eine zweite Tinte sind farbige Tinten auf Farbstoffbasis. Der Unterschied zwischen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform liegt im ersten farbgebendem Stoff der ersten Tinte. Die ersten und zweiten Ausführungsformen sind schwarze Tinten auf Pigmentbasis und die dritte Ausführungsform ist eine schwarze Tinte auf Farbstoffbasis. Das Folgende beschreibt lediglich den Unterschied zwischen den Ausführungsformen.
Der schwarze Farbstoff in der dritten Ausführungsform umfasst PRO-JET FAST BLACK2 LIQUID (von Avecia), PRO-JET FAST BLACK 2CF2 LIQUID (von Avecia), PRO-JET FAST BLACK CN LIQUID (von Avecia), Duasyn Black NB-SF liq. (von Clariant), Duasyn Black SU-SF liq. (von Clariant), Duasyn Black BL-SF liq. (von Ciariant), Duasyn Direktschwarz HEF-SF (von Clariant), Bayscript Black SP Liq. (von Bayer), Bayscript Black BS Liq. (von Bayer), Water Black 100L (von Orient), BonJet814L (von Orient), Basacid Black X34 (von BASF), Basacid Black X38 (von BASF), Basacid Black X40 (von BASF), K1334L (von ILFORD), usw. Die Konzentration der gefärbten Tinte liegt in einem Bereich von 0,5 Gew. % bis 14 Gew.-%. Der bevorzugte Konzentrationsbereich ist 1 Gew.-% bis 7 Gew. %.
Man nehme Bezug auf Tabelle 5, die Zusammensetzung der schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis. Die Zusammensetzung der schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis ist auch ähnlich zu den drei Arten von Tinten auf Farbstoffbasis, aber geringfügig verschieden in Bezug auf den schwarzen Farbstoff und das oberflächenaktive Mittel. Der schwarze Farbstoff ist ProJet Black CN liquid (von Avecia). Das oberflächenaktive Mittel ist Surfynol 104E (von Air Products) mit dem HLB-Wert von 4.
Tabelle 5 Die schwarze Tinte auf Farbstoffbasis in der dritten Ausführungsform
Man nehme Bezug auf Tabelle 6, die Zusammensetzung der schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis in der vierten Ausführungsform. Die Zusammensetzung der mit schwarzem Farbstoff gefärbten Tinte in der vierten Ausführungsform ist auch ähnlich zu der Zusammensetzung der schwarzer Tinte auf Farbstoffbasis in der dritten Ausführungsform, aber geringfügig verschieden in Bezug auf das oberflächenaktive Mittel. Das oberflächenaktive Mittel ist Surfynol 420 (von Air Products) mit dem HLB-Wert von 4.
Tabelle 6 Die schwarze Tinte auf Farbstoffbasis in der vierten Ausführungsform
Man nehme Bezug auf Tabelle 7, die Zusammensetzung der schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis in der fünften Ausführungsform. Die Zusammensetzung der schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis in der fünften Ausführungsform ist auch ähnlich zu der Zusammensetzung der mit schwarzem Farbstoff gefärbten Tinte in der dritten Ausführungsform, aber geringfügig verschieden in Bezug auf das oberflächenaktive Mittel. Das oberflächenaktive Mittel ist Tergitol 15-S-5 (von UCC) mit dem HLB-Wert von 10,6.
Tabelle 7 Die mit schwarzem Farbstoff gefärbte Tinte in der fünften Ausführungsform
Man nehme Bezug auf Tabelle 8, Tabelle 9 und Tabelle 10. Tabelle 8, Tabelle 9 und Tabelle 10 führen die Zusammensetzungen der Gegenstücke zu den dritten bis fünften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf. Das zweite, dritte und vierte Gegenstück weist die selben drei Arten von nicht-schwarzer Tinte auf Farbstoffbasis und Zusammensetzungen auf, wie jene in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wobei Sie für Einzelheiten bitte auf Tabelle 5 bis 7 Bezug nehmen. Die Zusammensetzung der schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis der Gegenstücke ist ähnlich zu jenen der dritten Ausführungsformen. Der einzige Unterschied ist, dass ihre oberflächenaktiven Mittel Honon TX-6 (von HOCLEAN), mit dem HLB-Wert von 11,7, Surfynol 465 (von Air Produkts), mit dem HLB-Wert von 13 und Surfynol 485W (von Air Products), mit dem HLB-Wert von 17 sind.
Tabelle 8 Das zweite Gegenstück der schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis
Tabelle 9 Das dritte Gegenstück der schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis
Tabelle 10 Das vierte Gegenstück der schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis
In den Tintensets der dritten bis fünften Ausführungsformen und der Gegenstücke ist das oberflächenaktive Mittel der schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis der Unterschied. In den dritten bis fünften Ausführungsformen ist der HLB-Wert des oberflächenaktiven Mittels in der schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis kleiner oder gleich dem HLB-Wert des oberflächenaktiven Mittels in der nicht-schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis. Im den Gegenstücken ist der HLB-Wert des oberflächenaktiven Mittels in der schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis größer als der HLB-Wert des oberflächenaktiven Mittels in der nicht-schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis. Deshalb wird die veränderliche Größe über den HLB-Wert gesteuert. Die Eigenschaften der Erfindung werden durch eine Minimierung der veränderlichen Größe offensichtlich.
Bitte nehmen Sie Bezug auf 4, 5, 6, 7, 8, 9 und Tabelle 11. 4 ist ein ausgedrucktes Diagramm des experimentellen Ergebnisses der dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. 5 ist ein ausgedrucktes Diagramm des experimentellen Ergebnisses der vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. 6 ist ein ausgedrucktes Diagramm des experimentellen Ergebnisses der fünften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. 7 ist ein ausgedrucktes Diagramm des experimentellen Ergebnisses des zweiten Gegenstücks gemäß der vorliegenden Erfindung. 8 ist ein ausgedrucktes Diagramm des experimentellen Ergebnisses des dritten Gegenstücks gemäß der vorliegenden Erfindung. 9 ist ein ausgedrucktes Diagramm des experimentellen Ergebnisses des vierten Gegenstücks gemäß der vorliegenden Erfindung. In Tabelle 11 sind die Ergebnisse der zweiten Experimente aufgeführt. Diese Ergebnisdiagramme wurden mit dem selben Tintenstrahldrucker (von HP930C, die Tintenpatrone ist HP C6578 & 51645), und dem selben Medium (von Plain paper, 70 g/m²) hergestellt. Beim Vergleichen der sechs Diagramme zeigt sich in den dritten bis fünften Ausführungsformen keine Migration. Jedoch findet eine Migration in den zweiten bis vierten Gegenstücken statt. Die Ergebnisse des Experiments sind in Tabelle 11 zusammengefasst.
Tabelle 11 Die Ergebnisse des Experiments
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden passende nicht-ionische oberflächenaktive Mittel in die schwarzen Tinten auf Farbstoffbasis und die nicht-schwarzen Tinten auf Farbstoffbasis gegeben. Der HLB-Wert des oberflächenaktiven Mittels in der schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis ist kleiner oder gleich dem HLB-Wert des oberflächenaktiven Mittels in der nicht-schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis. Ein solches Tintenset verringert die Trocknungszeit, beschleunigt die Druckgeschwindigkeit, schränkt die Migration ein und verbessert ferner die Druckqualität.
Mit dem vorstehenden Beispiel und den Erklärungen werden die Merkmale und der Geist der Erfindung hoffentlich gut beschrieben. Der Fachmann wird in einfacher Weise erkennen, dass zahlreiche Modifikationen und Veränderungen der Vorrichtung gemacht werden können, während die Lehre der Erfindung erhalten bleibt. Dementsprechend sollte die vorstehende Offenbarung als nur durch die Messwerte und Beschränkungen der angefügten Ansprüche eingeschränkt ausgelegt werden.

Claims

Tintenset für einen Tintenstrahldrucker, umfassend: mindestens eine erste Tinte, deren Zusammensetzung umfasst: mindestens einen ersten farbgebenden Stoff, zur Bereitstellung einer ersten Farbe der ersten Tinte; ein erstes Medium, umfassend Wässriges; mindestens ein erstes nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel mit einem ersten HLB-Wert (hydrophil-lipophiles Gleichgewicht); mindestens eine zweite Tinte, deren Zusammensetzung umfasst: mindestens einen zweiten farbgebenden Stoff, zur Bereitstellung einer zweiten Farbe der zweiten Tinte; ein zweites Medium, umfassend Wässriges; und mindestens ein zweites nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel mit einem zweiten HLB-Wert, wobei der erste HLB-Wert kleiner oder gleich dem zweiten HLB-Wert ist.
Tintenset nach Anspruch 1, wobei der erste farbgebende Stoff ein Pigment ist.
Tintenset nach Anspruch 2, wobei die Konzentration des ersten farbgebenden Stoffes in einem Bereich von 1 Gew.-% bis 15 Gew.-% liegt.
Tintenset nach Anspruch 2, wobei die durchschnittliche Teilchengröße des Pigments kleiner als 1 μm ist.
Tintenset nach Anspruch 1, wobei der erste farbgebende Stoff ein Farbstoff ist.
Tintenset nach Anspruch 5, wobei die Konzentration des ersten farbgebenden Stoffes in einem Bereich von 0,5 Gew.-% bis 14 Gew.-% liegt.
Tintenset nach Anspruch 1, wobei das erste Medium mindestens ein Additiv, ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einem organischen Lösungsmittel, einem Benetzungsmittel, einem Puffer und einem Biozid, umfasst.
Tintenset nach Anspruch 1, wobei die Konzentration des Wässrigen in der ersten Tinte in einem Bereich von 50 Gew.-% bis 95 Gew.-% liegt.
Tintenset nach Anspruch 1, wobei die Konzentration des ersten nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels in einem Bereich von 0,001 Gew.-% bis 10 Gew. % liegt.
Tintenset nach Anspruch 9, wobei die Konzentration des ersten nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels in einem Bereich von 0,001 Gew. % bis 3,5 Gew.-% liegt.
Tintenset nach Anspruch 1, wobei der zweite farbgebende Stoff ein Farbstoff ist.
Tintenset nach Anspruch 10, wobei die Konzentration des zweiten farbgebenden Stoffes in einem Bereich von 0,5 Gew.-% bis 14 Gew. % liegt.
Tintenset nach Anspruch 1, wobei das zweite Medium mindestens ein Additiv, ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einem organischen Lösungsmittel, einem Benetzungsmittel, einem Puffer und einem Biozid, umfasst.
Tintenset nach Anspruch 1, wobei die Konzentration des Wässrigen in der zweiten Tinte in einem Bereich von 50 Gew. % bis 95 Gew.-% liegt.
Tintenset nach Anspruch 1, wobei die Konzentration des zweiten nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels in einem Bereich von 0,001 Gew. % bis 10 Gew. % liegt.
Tintenset nach Anspruch 15, wobei die Konzentration des zweiten nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels in einem Bereich von 0,001 Gew.-% bis 3,5 Gew.-% liegt.
Tintenset nach Anspruch 1, wobei die Helligkeit der ersten Tinte kleiner ist, als die Helligkeit der zweiten Tinte.
Tintenset nach Anspruch 1, wobei die erste Farbe Schwarz ist und die zweite Farbe mindestens eine aus Cyan, Magenta und Gelb umfasst.
Druckverfahren zur Verringerung von Tintenmigration, umfassend: (a) Bereitstellen eines Tintensets in einem Tintenstrahldrucker, wobei das Tintenset umfasst: mindestens eine erste Tinte, deren Zusammensetzung umfasst: mindestens einen ersten farbgebenden Stoff, zur Bereitstellung einer ersten Farbe der ersten Tinte; ein erstes Medium, umfassend Wässriges; mindestens ein erstes nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel mit einem ersten HLB-Wert; mindestens eine zweite Tinte, deren Zusammensetzung umfasst: mindestens einen zweiten farbgebenden Stoff, zur Bereitstellung einer zweiten Farbe der zweiten Tinte; ein zweites Medium, umfassend Wässriges; und mindestens ein zweites nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel mit einem zweiten HLB-Wert; wobei der erste HLB-Wert kleiner oder gleich dem zweiten HLB-Wert ist; und (b) Ausspritzen des Tintensets auf ein Aufzeichnungsmedium.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der erste farbgebende Stoff ein Pigment ist.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Konzentration des ersten farbgebenden Stoffes in einem Bereich von 1 Gew.-% bis 15 Gew. % liegt.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Konzentration des ersten nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels in einem Bereich von 0,001 Gew.-% bis 10 Gew.-% liegt.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Konzentration des ersten nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels in einem Bereich von 0,001 Gew.-% bis 3,5 Gew. % liegt.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der erste farbgebende Stoff ein Farbstoff ist.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei die Konzentration des ersten farbgebenden Stoffes in einem Bereich von 0,5 Gew.-% bis 14 Gew.-% liegt.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der zweite farbgebende Stoff ein Farbstoff ist.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei die Konzentration des zweiten farbgebenden Stoffes in einem Bereich von 0,5 Gew.-% bis 14 Gew.-% liegt.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Konzentration des zweiten nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels in einem Bereich von 0,001 Gew.-% bis 10 Gew.-% liegt.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei die Konzentration des zweiten nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels in einem Bereich von 0,001 Gew.-% bis 3,5 Gew. % liegt.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Helligkeit der ersten Tinte kleiner ist als die Helligkeit der zweiten Tinte.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die erste Farbe Schwarz ist und die zweite Farbe mindestens eine aus Cyan, Magenta und Gelb umfasst.