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Die
Anmelder beanspruchen die Priorität der US-Provisionalpatentanmeldung
S/N 60/245,980, eingereicht am 3. November 2000.
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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Tintenstrahltintenzusammensetzungen,
die umweltfreundlich, zuverlässig,
schnell trocknend und wasserecht sind, zur Verwendung in Tintenstrahldruckern,
insbesondere thermischen Tintenstrahldruckern, die für Kassen-(POS-)Anwendungen
verwendet werden.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Thermische
Tintenstrahldrucker liefern ein wirksames Mittel zum Ausstoßen von
Tintenstrahltinten auf verschiedene Medien, einschließlich Papier.
Diese Drucker erzielen diese Aufgabe durch ein Verwenden resistiver
Heizerelemente zum Erwärmen
der Tinte auf einen Siedepunkt und ein Ausstoßen der Tinte durch eine darüberliegende Öffnungsplatte.
Eine Verwendung derartiger Drucker ist aus verschiedenen Gründen wünschenswert.
Thermische Tintenstrahldrucker zum Beispiel weisen einen relativ
schnellen Durchsatz auf, während
ihr Betrieb relativ billig ist. Zusätzlich sind diese Drucker relativ
leicht zu verwenden und die Tinte ist ohne weiteres zu ersetzen.
Alternativ können
Piezo-Tintenstrahldrucker ähnlich
effektiv verwendet werden.
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Wenn
Tinten zur Verwendung bei Kassen-(POS-)Anwendungen formuliert werden,
gibt es besondere Herausforderungen. Typische Kassenmaschinen, einschließlich Registrierkassen,
Kreditkartenbelegdrucker, Drucker für Schecks, usw., dru cken Bilder,
die oft unmittelbar nach dem Drucken durch Angestellte und Kunden
angefasst werden. Nach dem Drucken eines Belegs zum Beispiel muss
ein Registrierkassenarbeiter sofort in der Lage sein, den Beleg
zu greifen und ihn dem Kunden auszuhändigen. Um ein unmittelbares
Anfassen derartiger Druckaufträge
unterzubringen, haben einige der typischen Drucktechnologien, die
für POS-Anwendungen
verwendet werden, ein mechanisches Punktmatrixdrucken und ein thermisches
Direktdrucken beinhaltet. Obwohl diese Technologien funktionieren,
besitzen sie bestimmte Einschränkungen.
Ein Punktmatrixdrucken zum Beispiel ist oft ziemlich rauschbehaftet
und ein thermisches Direktdrucken kann besonderes Papier erforderlich
machen und ihm fehlt eine Permanenz bei Aussetzung gegenüber Wasser,
Wärme oder
Licht. Zusätzlich
liefert keine der beiden Technologien gegenwärtig die Fähigkeit, effizient in mehreren
Farben zu drucken. Ein Tintenstrahldrucken würde diese Einschränkungen
vermeiden, um jedoch effektiv zu sein, müssen sehr schnell trocknende
Tinten verwendet werden. Tatsächlich
könnten
auf Grund des Bedarfs eines unmittelbaren Anfassens bedruckter Papiere,
wie oben beschrieben, sogar Tinten, die andernfalls als schnell
trocknend oder wasserecht betrachtet werden, für POS-Anwendungen nicht ausreichend
schnell sein.
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Es
gibt mehrere Eigenschaften, die man betrachten kann, wenn bestimmt
wird, ob eine Tinte ein guter Kandidat für POS-Anwendungen ist. Einige
derselben umfassen eine Schnelldruckfähigkeit, eine geringe Toxizität, ein seltenes
Austauschen der Druckkassette, eine gute Entdeckelung, schnelles
Trocknen, zumindest gleichwertig in der Druckqualität zu anderen
Technologien auf dem Gebiet und angemessene optische Dichte. Von
diesen Eigenschaften sind die Schnelldruckfähigkeit, geringe Toxizität und Schnelltrockeneigenschaft
besonders wichtig. Schnelldruckfähigkeiten
werden durch ein Hochfrequenzdrucken erzielt. Etwa 1,5 kHz zum Beispiel
können
implementiert werden, sogar bis zu 3 kHz oder mehr können für Kassenanwendungen
effektiv sein. In Bezug auf die niedrige Toxizität werden Tintenzusammen setzungen,
die umweltfreundlich sind oder eine geringe Toxizität aufweisen,
erwünscht.
Dies ist so, da Kassendrucke wahrscheinlich extensiv angefasst werden,
sowohl durch Angestellte als auch Kunden. Zusätzlich wird, wenn schnelles
Trocknen besprochen wird, die Fähigkeit
einer Tinte gemeint, in einem Bruchteil einer Sekunde zu trocknen.
In POS-Anwendungen sollte die Tintenstrahltinte nahezu sofort trocknen,
da nach Fertigstellung des Druckens eines Belegs dieser wahrscheinlich
unmittelbar angefasst wird, wie beschrieben wurde. Zusätzlich berührt der
Beleg allgemein vor dem Anfassen einen Abreißsteg an dem Drucker oberhalb
der Druckzone. Üblicherweise
tritt dies etwa 300 Millisekunden nach dem Drucken eines Bandes
auf, und wenn die Tinte nicht im Wesentlichen trocken ist, kann der
Abreißsteg
auch die Tinte verschmieren. So muss, um ein Verschmieren auf dem
Beleg und Tintenflecken auf den Händen des Angestellten oder
Kunden zu vermeiden, der Beleg im Wesentlichen trocken sein, bevor Gelegenheit
für eine
Person besteht, den Beleg anzufassen, und vorzugsweise bevor der
Beleg den Abreißsteg
der Druckmaschine berührt.
Dies im Hinterkopf behaltend wäre
es wünschenswert,
verschiedene Tintenstrahltintenzusammensetzungen bereitzustellen,
die umweltfreundlich sind und mit POS-Vorrichtungen verwendet werden
können,
was Herausforderungen, die POS-Anmeldungen zugeordnet sind, berücksichtigt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
wasserechte umweltfreundliche Tintenstrahltinte mit folgenden Merkmalen
ist offenbart:
- (a) von 1 bis 90 Gewichtsprozent
eines ersten Feuchthaltemittels, das aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus Glycerin, Propandiol und Kombinationen derselben besteht;
- (b) von 1 bis 25 Gewichtsprozent eines zweiten Feuchthaltemittels,
das aus der Gruppe ausgewählt
ist, die aus Ethylenglycol, Diethylenglycol und Kombinationen derselben
besteht;
- (c) von 1 bis 20 Gewichtsprozent eines Trocknungsmittels, das
aus der Gruppe ausgewählt
ist, die aus 1,2-Hexandiol,
1,2-Pentandiol und Kombinationen derselben besteht;
- (d) von 0 bis 20 Gewichtsprozent 2-Pyrrolidon;
- (e) von 0,05 bis 10,0 Gewichtsprozent eines Azo-haltigen Wasserechtheitssteuerfarbstoffs,
der aus der Gruppe ausgewählt
ist, die aus Direct Red 227, Direct Red 254, Direct Yellow 86, Acid
Orange 7 und Kombinationen derselben besteht; und
- (f) zumindest einem zusätzlichen
Farbstoff, der von 1,0 bis 10,0 Gewichtsprozent ausmacht.
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Vorzugsweise
können
das erste Feuchthaltemittel, das zweite Feuchthaltemittel und das
2-Pyrrolidon der obigen Zusammensetzung derart vorhanden sein, dass
ein Gesamtgewichtsprozentsatz dieser drei Komponenten von 30 bis
90 Gewichtsprozent beträgt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bevor
die vorliegende Erfindung offenbart und beschrieben wird, wird darauf
verwiesen, dass diese Erfindung nicht auf die bestimmten Verfahrensschritte
und Materialien, die hierin offenbart sind, eingeschränkt ist,
da derartige Verfahrensschritte und Materialien etwas variieren
könnten.
Es wird ebenso angemerkt, dass die hierin verwendete Terminologie
nur zu dem Zweck einer Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele verwendet
wird. Die Ausdrücke
sollen nicht einschränkend
sein, da der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nur durch
die beigefügten
Ansprüche
eingeschränkt
sein soll.
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Die
Singularformen „ein", „einer" und „der" umfassen Pluralbezugnahmen,
es sei denn, der Kontext gibt dies klar anderweitig vor. So umfasst
zum Beispiel eine Bezugnahme auf „eine Tinte" eine Bezugnahme auf
eine oder mehrere derartige Tinten.
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Wie „effektive
Menge" hierin verwendet
wird, bezieht sich dies auf die minimale Menge einer Substanz oder
eines Mittels, die ausreichend ist, um einen erwünschten Effekt zu erzielen.
Eine effektive Menge eines „Tintenträgermittels" zum Beispiel ist
die minimale Menge, die erforderlich ist, um eine Tinte zu erzeugen,
die Funktionsleistungs- und Charakteristikstandards, die hierin
dargelegt sind, erfüllt.
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Wie „Tintenträgermittel" hierin verwendet
wird, bezieht es sich auf das Trägermittel,
in dem Farbstoffe platziert sind, um eine Tinte zu bilden. Tintenträgermittel
sind in der Technik bekannt und eine breite Vielzahl von Tintenträgermitteln
könnte
mit der Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet
werden. Derartige Tintenträgermittel
könnten
eine Mischung einer Vielzahl unterschiedlicher Mittel umfassen,
einschließlich,
ohne Einschränkung,
oberflächenaktiver
Stoffe, Lösungsmittel,
Co-Lösungsmittel,
Puffer, Biozide, Viskositätsmodifizierer,
oberflächenaktiver
Mittel und Wasser. Keine Substanz kann jedoch zu einer Tintenstrahltinte
der vorliegenden Erfindung zugegeben werden, die bewirken würde, dass
die Tintenstrahltinte toxisch wird.
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Der
als der Wasserechtheitssteuerfarbstoff verwendete Farbstoff kann
nicht als zweiter Farbstoff agieren.
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„Zweiter
Farbstoff" oder „zusätzlicher
Farbstoff" kann
jeder Farbstoff sein, unabhängig
der chemischen Struktur, der funktionsfähig zum Verleihen erwünschter
Farbgebungseigenschaften ist, sowie zum Verleihen einer Ultraviolett-
und Infrarotabsorbiereigenschaft. Selbst Azo-haltige Farbstoffe,
die auch als der Wasserechtheitssteuerfarbstoff fungieren, können als
der zweite Farbstoff verwendet werden, solange dies ein anderer
Farbstoff ist als der zur Wasserechtheitssteuerung verwendete Farbstoff. „Zweiter
Farbstoff" und „zusätzlicher
Farbstoff" können auch
nicht nur einen einzelnen Farbstoff, sondern eine Kombination zweier
oder mehr Farbstoffe umfassen.
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„Umweltfreundlich" oder „nicht
toxisch" soll jede
Tintenstrahltintenzusammensetzung bedeuten, die in kleinen Mengen
aufgenommen werden kann und in Abwasserströmen entsorgt werden kann, ohne
nachteilige Gesundheitseffekte zu erzeugen, und allgemein sicher
zur Verwendung und einen Kontakt durch Menschen ist.
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„Schnell
trocknend" soll
bedeuten, dass in weniger als einer Sekunde Tintenstrahltinten,
die auf typische POS-Papiere
gedruckt werden, trocken für
die Berührung
sind, obwohl weniger als eine halbe Sekunde bevorzugt wird, und
weniger als 300 Millisekunden am stärksten bevorzugt wird.
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„Entdeckelungsverhalten" bezieht sich auf
die Tendenz von Tinten, wenn sie in einem Tintenstrahlstift vorliegen,
nahe der Ausstoßöffnung auf
Grund der Verdampfung von in der Tinte vorliegenden Lösungsmitteln zu
verkrusten. Tintenstrahltinten, die ein gutes Langzeit-Entdeckelungsverhalten
zeigen, benötigen
keine Verwendung eines Entdeckelungsmechanismus, der entworfen ist,
um diesen Typ von Verkrustung (wie dies bei den meisten Tintenstrahltinten
der Fall ist) über
vernünftige
Zeiträume,
zum Beispiel mehrere Wochen oder mehr, zu verhindern.
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Hierin
sind Tintenstrahltintenzusammensetzungen offenbart, die zuverlässig, umweltfreundlich
sind und allgemein schnell trocknend in der Größenordnung von 300 Millisekun den
und weniger sind. Ferner zeigt die Tintenzusammensetzung ein minimales
Puddeln, was zu einer verbesserten Druckqualität führt. Dies im Hinterkopf behaltend
weisen die hierin beschriebenen Tintenstrahltinten mehrere Komponenten
auf. Erstens müssen
von 1 bis 90 Gewichtsprozent eines ersten Feuchthaltemittels vorhanden
sein, das aus der Gruppe ausgewählt
ist, die aus Glycerin, Propandiol und Kombinationen derselben besteht.
Diese können
in Mengen von bis zu 90% vorliegen, da sie als insgesamt nicht-toxische
Inhaltsstoffe betrachtet werden. Zweitens können ebenso von 1 bis 25 Gewichtsprozent
eines zweiten Feuchthaltemittels vorhanden sein, das aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus Ethylenglycol, Diethylenglycol und Kombinationen derselben
besteht. Der Grund dafür, dass
diese auf 25% begrenzt sind, ist der, dass diese Substanzen durch
die Europäische
Union oberhalb dieser Menge als gefährlich eingestuft sind. Als
Nächstes
können
von 1 bis 20 Gewichtsprozent eines Trocknungsmittels, das aus der
Gruppe ausgewählt
ist, die aus 1,2-Hexandiol, 1,2-Pentandiol und Kombinationen derselben
besteht, verwendet werden, um Schnelltrockeneigenschaften zu ermöglichen.
Diese Inhaltsstoffe können
zugegeben werden, wenn es erwünscht
wird, eine sehr schnell trocknende Tinte für Anwendungen, wie zum Beispiel
Kassen-(POS-)Vorrichtungen, bereitzustellen. Von 0 bis 20 Gewichtsprozent
2-Pyrrolidon werden ebenso zugegeben. Wieder ist der Grund dafür, dass
diese Menge auf 20% begrenzt ist, ein Erfüllen der EU-Regeln in Bezug
auf die Toxizität
von Produkten. Das Farbmittel wird in der Tintenstrahltinte durch
zumindest zwei Farbstoffe bereitgestellt. Einer der beiden Farbstoffe
muss ein Wasserechtheitssteuerfarbstoff sein, wie er hierin definiert
ist. So müssen
von 0,05 bis 10,0 Gewichtsprozent des Azo-haltigen Wasserechtheitssteuerfarbstoffs
vorhanden sein. Der zweite Farbstoff oder zusätzliche Farbstoff kann jeder
Farbstoff sein, der funktionell zur Bereitstellung einer erwünschten
Farbe ist. Der zweite Farbstoff ist von 1,0 bis 10,0 Gewichtsprozent
vorhanden.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
können
das erste Feuchthaltemittel, das zweite Feuchthaltemittel und das
2-Pyrrolidon in Kombination derart vorhanden sein, dass ein Gesamtgewichtsprozentsatz
dieser drei Komponenten von 30 bis 90 Gewichtsprozent beträgt. Bei
einem bevorzugteren Ausführungsbeispiel
kann der Gesamtgewichtsprozentsatz dieser drei Komponenten von 40
bis 60 Gewichtsprozent sein. Bei einem noch stärker bevorzugten Ausführungsbeispiel
kann der Gesamtgewichtsprozentsatz dieser drei Komponenten von 45 bis
58 Gewichtsprozent betragen.
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Die
verwendeten Azo-haltigen Steuerfarbstoffe sind aus Direct Red 227,
Direct Red 254, Direct Yellow 86, Acid Orange 7 und Kombinationen
derselben ausgewählt.
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Wie
angemerkt wurde, kann der zweite Farbstoff jeder Farbstoff sein,
der funktionell zur Bereitstellung einer erwünschten Farbe ist. So können Azo-haltige
Farbstoffe und Phthalocyanin-haltige Farbstoffe für das zweite
Farbmittel verwendet werden. Allgemeiner können die zweiten Farbstoffe
jede Wasser- oder organisch lösliche
schwarze, rote, blaue, grüne,
orangene, pinkfarbige, gelbe oder andere Farbe umfassen. Beispiele umfassen
(1) Schwarztöne,
einschließlich
Food Black 2, Carta Black; Direct Black 168, carboxyliertes Food Black
286, carboxyliertes Food Black 287; (2) Rottöne, einschließlich Direct
Red 9 und Acid Red 52; (3) Gelbtöne,
einschließlich
Acid Yellow 23, Food Yellow 3; (4) Blautöne, einschließlich Acid
Blue 9, Acid Blue 185, Direct Blue 86 und FD&C Blue 1, um nur einige zu nennen,
sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Alle erwähnten Farbstoffe
sind anionische Farbstoffe und werden üblicherweise mit Natrium-Gegenionen
geliefert. Die Natrium-Gegenionen jedoch können durch Lithium-, Kalium-,
Ammonium-, Tetramethylamin-(Tetramethylammonium-), Triethanolamin-
(Triethanolammonium-) oder Diethylenamin-Kationen ersetzt werden,
wie zum Beispiel in den US-Patenten 4,685,968; 4,761,180; 4,786,327
und 4,810,292 offenbart ist. Der Gegenionenaustausch könnte durch
eine Umkehrosmose durchgeführt
werden, wie zum Bei spiel in dem US-Patent 4,685,968 offenbart und
beansprucht ist, oder durch einen Ionenaustausch, wie in dem US-Patent
4,786,327 offenbart und beansprucht ist.
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Zur
Darstellung einiger Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung können
mehrere grüne, blaue,
magentafarbene, orangene, schwarze und rote Tintenstrahltinte durch
ein Verwenden von 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent Direct Red 227 (DR227)
als Wasserechtheitssteuerfarbstoff formuliert werden. Dies ist insbesondere
in Bezug auf grüne
und blaue Tinten einzigartig, da rote Tinten üblicherweise nicht in den Formulierungen
grüner
und blauer Tintenstrahltinten verwendet werden. Eine grüne Tintenstrahltinte
kann zum Beispiel durch ein Zugeben von 1,5 bis 3,5 Gewichtsprozent
Acid Blue 9 und etwa 1,0 bis 3,0 Gewichtsprozent Direct Yellow 86
zu dem Farbstoff Direkt Red 227, wie oben beschrieben wurde, hergestellt
werden. Zusätzlich kann
eine blaue Tintenstrahltinte durch ein Zugeben von etwa 1,0 bis
3,0 Gewichtsprozent Acid Blue 9 und etwa 0,5 bis 2,0 Gewichtsprozent
Acid Red 52 zu dem Farbstoff Direkt Red 227 hergestellt werden.
Als Nächstes
kann eine schwarze Tintenstrahltinte durch ein Zugeben von etwa
3,0 bis 5,0 Gewichtsprozent Food Black 2 zu dem Farbstoff Direct
Red 227 hergestellt werden. Zusätzlich
kann eine rote Tintenstrahltinte durch ein Zugeben von etwa 0,5
bis 2,5 Gewichtsprozent Acid Red 52 und etwa 1, 0 bis 3, 0 Gewichtsprozent
Direct Yellow 86 zu dem Farbstoff Direct Red 227 hergestellt werden.
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Bei
alternativen Ausführungsbeispielen,
bei denen unterschiedliche Wasserechtheitssteuerfarbstoffe verwendet
werden, kann eine orangene Tintenstrahltinte mit 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent
Acid Orange 7 (dem Azo-haltigen Wasserechtheitssteuerfarbstoff)
mit etwa 0,5 bis 2,5 Gewichtsprozent Acid Red 87 und etwa 1, 0 bis
3, 0 Gewichtsprozent Direkt Yellow 86 formuliert werden. Zusätzlich kann
eine magentafarbige Tintenstrahltinte mit 0,1 bis 1% Gewichtsprozent
Direct Red 254 (dem Azo-haltigen Wasserechtheitssteuerfarb stoff)
mit etwa 0,5 bis 2,5 Gewichtsprozent Acid Red 52 formuliert werden.
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Ein
Trocknungsmittel ist ebenso in den hierin beschriebenen Tintenstrahlformulierungen
vorhanden. Insbesondere werden 1,2-Hexandiol und/oder 1,2-Pentandiol
als ein Trocknungsmittel zugegeben. Ein derartiger Zusatzstoff kann
wirksamer sein als ein bloßes
Zugeben erhöhter
Mengen oberflächenaktiver
Mittel. Während
es bekannt ist, dass oberflächenaktive
Mittel die Trocknungszeit von Tinten herabsetzen können, können oberflächenaktive
Mittel auch die Toxizität
einiger der anderen chemischen Komponenten verstärken und ein Puddeln der Tinte
verschlimmern. Insbesondere können
durch ein Zugeben von 1,2-Hexandiol und/oder 1,2-Pentandiol in geeigneten
Mengen eine gute Trockenzeit von weniger als 300 Millisekunden und
ein geringes Puddeln realisiert werden. Zusätzlich können diese Trocknungsmittel
eine gute Frequenzantwort in dem Bereich von etwa 3 kHz fördern. Obwohl
die Verwendung eines Trocknungsmittels, wie oben beschrieben, gegenüber der
Verwendung oberflächenaktiver
Mittel bevorzugt wird, können
oberflächenaktive
Mittel dennoch in geringen Mengen verwendet werden, um eine geringe
Toxizität
beizubehalten. Wenn ein oberflächenaktives Mittel
zur Verbesserung der Trockenzeit verwendet wird, sind die nicht
einschränkenden
Beispiele bevorzugter oberflächenaktiver
Mittel, wie zum Beispiel derjenigen, die unter den Markennamen TERGITOLTM, SILWETTM, DOWFAXTM, DOWANOLTM und
SURFYNOLTM verfügbar sind, geeignet. Wie angemerkt
wurde, sollten diese jedoch nur in niedrigen, nicht-toxischen und
nicht-puddelnden
Mengen zugegeben werden.
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Zusätzlich zu
den Feuchthaltemitteln, den Trocknungsmitteln, dem 2-Pyrrolidon,
den oberflächenaktiven
Mitteln und den Farbstoffen, die hierin beschrieben sind, können Zusatzstoffe,
die aus der Gruppe ausgewählt
sind, die aus Puffern, Korrosionshemmern, Bioziden, Polymeren, Puddelsteuermitteln,
Pigmenten, Bindemitteln und Kombinationen derselben besteht, zugegeben
werden, um erwünschte
Ergeb nisse zu erzielen. Wenn derartige Zusatzstoffe zugegeben werden,
können
vorzugsweise jeweils 0,01 bis 3 Gewichtsprozent verwendet werden.
Es ist jedoch wichtig anzumerken, dass die Tintenstrahltintenformulierungen,
die hierin beschrieben sind, formuliert wurden, um nicht-toxische
und umweltfreundliche Tinten bereitzustellen.
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Die
hierin beschriebenen Tintenstrahltintenzusammensetzungen besitzen
mehrere Vorteile gegenüber
vielen Tinten des Stands der Technik. Da diese Tinten als umweltfreundlich
betrachtet werden können,
besteht kein Gesundheitsgefahrproblem in Bezug auf ihre Verwendung
in einer Anwendung. Zusätzlich
besteht nur ein geringes oder kein Entsorgungsproblem, das den hierin
beschriebenen Tintenstrahltinten zugeordnet ist. Obwohl diese Tinten
hauptsächlich
mit Umweltbetrachtungen im Kopf formuliert wurden, wurden andere erwünschte Eigenschaften
realisiert. Die Tinten besitzen zum Beispiel eine Langzeitentdeckelung,
was eine ideale Tinte für
Anwendungen schafft, bei denen es kein Deckeln gibt. Zusätzlich tritt
im Wesentlichen nur eine geringe oder keine Kogation bei den Tinten
der vorliegenden Erfindung auf. Kogation ist ein Ausdruck, der die Bildung
eines nicht-löslichen
Kristallrückstandes
beschreibt, der das Innere einer Abfeuerungskammer beschichtet.
Diese Kristalle werden üblicherweise
auf das Erwärmen
der Tinte während
des Abfeuerungsvorgangs hin gebildet. Aufgrund der Tatsache, dass
die Tintenstrahltinten der vorliegenden Erfindung keiner wesentlichen
Kogation unterworfen sind, nutzen sich die Druckköpfe, die
bei den Tinten der vorliegenden Erfindung verwendet werden, üblicherweise
nicht so schnell ab. Weitere Vorteile der hierin beschriebenen Tinten umfassen
ihre Kompatibilität
mit wärmemechanischem
Faserbrei-(TMP-)Papier. Dies ist wesentlich, da TMP-Papier auf dem
Markt der POS-Belegmedien weit verbreitet verwendet wird, jedoch
ein schwieriges Substrat schafft, um eine gute Wasserechtheit mit
typischen Tintenstrahltinten zu erhalten. Durch eine Verwendung dieses
Typs Papier mit den umweltfreundlichen Tinten der vorliegenden Erfindung
kann der Druckauftrag nach einem Vollsaugen des bedruckten Papiers
in Wasser noch immer lesbar sein. Zusätzlich können auf Grund der Natur des
Tintenstrahldruckens Mehrfarb-POS-Druckaufträge in einer einfachen und unkomplizierten
Weise bereitgestellt werden. So kann im Vergleich zu Punktmatrixdrucken
und thermischem Direktdrucken ein wesentlicher Vorteil realisiert
werden.
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Zusätzlich ist
ein geeignetes POS-Papier, das verwendet werden kann, wärmemechanisches
Faserbrei-(TMP-)Papier oder Blockbondpapier.
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BEISPIELE
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Die
folgenden Beispiele stellen verschiedene Formulierungen zur Herstellung
der Tintenstrahltintenzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung
dar. Die folgenden Beispiele sollten nicht als Einschränkungen
der Erfindung betrachtet werden, sondern sollen lediglich lehren,
wie die besten bekannten Tintenformulierungen basierend auf gegenwärtigen Experimentierdaten
herzustellen sind.
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Beispiel 1
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Eine
Grün-Tintenstrahltintenzusammensetzung
wurde durch Beimischen der folgenden Inhaltsstoffe nach Gewicht
hergestellt: 5% 1,3-Propandiol, 24% Ethylenglycol, 15% 2-Pyrrolidon, 9% 1,2-Hexandiol,
2% Natriumsalz Acid Blue 9, 2,5% Natriumsalz Acid Yellow 23, 0,5%
Natriumsalz Direct Red 227, 0,3% MOPS und als Rest Wasser. Die Tinte
wird auf wärmemechanisches
Faserbrei-Belegpapier gedruckt und 24 Stunden lang in Wasser eingetaucht.
Am Ende der 24 Stunden sind die gedruckten Zeichen noch immer lesbar.
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Beispiel 2
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Eine
Blau-Tintenstrahltintenzusammensetzung wurde durch Beimischen der
folgenden Inhaltsstoffe nach Gewicht hergestellt: 11% Glycerin,
20% Diethylenglycol, 18% 2-Pyrrolidon, 5% 1,2-Hexandiol, 2% Natriumsalz
Acid Blue 9, 1% Natriumsalz Acid Red 52, 0,4% Natriumsalz Direct
Red 227, 0,3% MOPS und als Rest Wasser. Die Tinte wird auf wärmemechanisches
Faserbrei-Belegpapier gedruckt und 24 Stunden lang in Wasser eingetaucht.
Am Ende der 24 Stunden sind die gedruckten Zeichen noch immer lesbar.
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Beispiel 3
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Eine
Magenta-Tintenstrahltintenzusammensetzung wurde durch Beimischen
der folgenden Inhaltsstoffe nach Gewicht hergestellt: 10% Glycerin,
20% Ethylenglycol, 15% 2-Pyrrolidon, 5% 1,2-Hexandiol, 2% Natriumsalz
Acid Red 52, 0,5% Natriumsalz Direct Red 254, 0,3% MOPS und als
Rest Wasser.
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Beispiel 4
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Eine
Orange-Tintenstrahltintenzusammensetzung wurde durch Beimischen
der folgenden Inhaltsstoffe nach Gewicht hergestellt: 10% Glycerin,
15% Ethylenglycol, 20% 2-Pyrrolidon, 5% 1,2-Hexandiol, 2% Natriumsalz
Food Yellow 3, 1% Natriumsalz Direct Yellow 86, 0,5% Natriumsalz
Acid Orange 7, 0,3% MOPS und als Rest Wasser. Die Tinte wird auf
wärmemechanisches
Faserbrei-Belegpapier gedruckt und 24 Stunden lang in Wasser eingetaucht.
Am Ende der 24 Stunden sind die gedruckten Zeichen noch immer lesbar.
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Beispiel 5
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Eine
Schwarz-Tintenstrahltintenzusammensetzung wurde durch Beimischen
der folgenden Inhaltsstoffe nach Gewicht herge stellt: 15% Glycerin,
25% Ethylenglycol, 10% 2-Pyrrolidon, 7% 1,2-Hexandiol, 0,7% Natriumsalz
Direct Red 227, 4,5% Triethanolamin-(TEA-)Salz Food Black 2, 0,3%
MOPS und als Rest Wasser. Die Tinte wird auf wärmemechanisches Faserbrei-Belegpapier
gedruckt und 24 Stunden lang in Wasser eingetaucht. Am Ende der
24 Stunden sind die gedruckten Zeichen noch immer lesbar.
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Beispiel 6
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Eine
Rot-Tintenstrahltintenzusammensetzung wurde durch Beimischen der
folgenden Inhaltsstoffe nach Gewicht hergestellt: 5% Glycerin, 20%
Ethylenglycol, 20% 2-Pyrrolidon, 8% 1,2-Hexandiol, 0,5% Natriumsalz
Direct Red 227, 1,5% Natriumsalz Acid Red 52,2% Natriumsalz Direct
Yellow 86, 0,3% MOPS und als Rest Wasser. Die Tinte wird auf wärmemechanisches
Faserbrei-Belegpapier gedruckt und 24 Stunden lang in Wasser eingetaucht.
Am Ende der 24 Stunden sind die gedruckten Zeichen noch immer lesbar.
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Beispiel 7
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Die
oben in den Beispielen 1 bis 6 beschriebenen Tintenstrahltintenzusammensetzungen
wurden in das Reservoir einer Druckkassette mit einer Nickelöffnungsplatte
geladen. Die Druckkassette wurde in einem Kassen-(POS-)Tintenstrahldrucker
platziert, der mit einer Frequenz von 3 kHz arbeitet. Das Druckmedium
war wärmemechanisches
Faserbrei-Belegpapier.
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Der
Stift wurde geladen, um etwa 5 Millionen Zeichen mit 9-Punkt-Zeichengröße mit Tinte
auszufüllen. Nach
dem Drucken einer wesentlichen Anzahl von Zeichen war ein minimales
Tintenpuddeln auf der Öffnungsplatte
vorhanden und kein Tintenpuddeln erreichte die elektrische Stiftzwischenverbindung
unterhalb der Düsenplatte.
Die resultierende Tro ckenzeit wurde durch ein Befestigen einer kleinen
Pferdehaarbürste
1,0 Zoll hinter dem Stift, derart, dass die Bürste in Kontakt mit dem Druckmedium
war, gemessen. Der Stift wurde dann mit einer Wagengeschwindigkeit
von 5 Zoll pro Sekunde gedruckt. Tabelle 1 unten legt die Trockenzeiten
für jede
getestete Tinte dar.
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Tabelle
1 oben zeigt, dass jede der gemäß der vorliegenden
Offenbarung formulierten Tintenstrahltinten Trockenzeiten von einem
Bruchteil einer Sekunde hatte. Tatsächlich hatte jede Farbe eine
Trockenzeit von weniger als 250 Millisekunden, was besser war als
das beabsichtigte Ziel von weniger als 300 Millisekunden Trockenzeit.
