DE3877506T2

DE3877506T2 - Tintenmasse fuer einen troepfchenstrahldrucker.

Info

Publication number: DE3877506T2
Application number: DE8888309852T
Authority: DE
Inventors: Paul Lewis Gendler; Alfred Herbert Sporer; Donald Allen Stremel
Original assignee: Lexmark International Inc
Current assignee: Lexmark International Inc
Priority date: 1987-10-22
Filing date: 1988-10-20
Publication date: 1993-06-24
Anticipated expiration: 2008-10-21
Also published as: JPH0692551B2; EP0313349B1; JPH01115971A; US4781758A; DE3877506D1; EP0313349A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Tintenzusammensetzung für Tropfen-bei-Bedarf-Tintenstrahldrucker zum Verhindern des Ausfalls von Tintendüsen.
Bei kontinierlich arbeitenden Tintenstrahldruckern enthalten Tintenzusammensetzungen normalerweise einen hohen Anteil von Wasser, da dadurch eine gute Druckqualität bei einem weiten Bereich von Büropapieren erreicht werden kann. Bei Tropfen-bei-Bedarf-Tintenstrahldruckern besteht das Problem, welches sich aus der Verwendung von Tintenzusammensetzungen mit einem hohen Anteil an Wasser ergibt, darin, daß während der Ruheperiode des Druckers, wenn der Drucker keine Druckoperation ausführt, das Wasser in den sehr feinen Tintenstrahldüsen verdampft, was dazu führt, daß die Komponenten der Tinte ausgefällt werden, was zu einer Düsenverstopfung führt. Während der Ruheperiode stößt bei den kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldruckern die Düse fortwährend Tinte in eine Auffangvorrichtung bzw. Rinne. Bei einem erneuten Anfahren nach einem Abschalten, wenn aus der Düse keine Tinte ausgestoßen wird, wird ein externer Druck auf die Tinte in der Düse aufgebracht, was dazu führt, daß irgendwelche Pfropfen oder Ausfällungen aus der Düse ausgestoßen werden. Bei Tropfen-bei-Bedarf-Druckern gibt es keine externe Druckquelle, um in den Düsen Pfropfen oder Verstopfungen zu beseitigen. Der einzige vorhandene Druck ist derjenige, welcher durch den Druckkopf-Impulsgenerator zugeführt wird, der sehr viel niedriger ist als derjenige, welcher bei einem kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker erhalten werden kann.
Bei bekannten Tropfen-bei-Bedarf-Druckern besteht die Lösung dieses Problems darin, eine Tintenzusammensetzung zu verwenden, die einen hohen Anteil einer nicht flüchtigen Flüssigkeit besitzt, mischbar mit Wasser in allen Verhältnissen ist und ein Lösungsmittel für den Tintenfarbstoff bildet. Durch Einstellen des Verhältnisses der nichtflüchtigen Flüssigkeit zu dem Wasser kann die Verdampfungsrate des Wasser reduziert werden und der Farbstoff bleibt selbst dann gelöst, wenn sich das Flüssigkeitsverhältnis ändert, so daß ein Ausfällen des Farbstoffes nicht mehr das Ausfallen der Düse durch Verstopfen verursacht. Die allgemein bevorzugten Tintenzusammensetzungen für ein vermindertes Düsenausfallen durch Verstopfen bei den Tropfen- bei-Bedarf-Druckern sind solche, deren Wassergehalt weniger als 50% beträgt. Während Tintenzusammensetzungen mit weniger als 50% Wasser bevorzugt werden für das Reduzieren der Düsenverstopfung, sind sie nicht für die Druckqualität zu bevorzugen oder hinsichtlich der Trocknungszeit auf normalem Papier. Solche Tropfen-bei-Bedarf-Tintenstrahldrucker müssen Spezialpapier verwenden, um eine annehmbare Druckqualität und eine akzeptierbare Trockungszeit zu erhalten. Das Problem besteht somit darin, daß die gegenwärtigen Tropfen-bei-Bedarf-Drucker eine Tintenzusammensetzung verwenden, die einen Kompromiß zwischen einem geringen Düsenausfall und guter Druckqualität auf einem weiten Bereich des Papiers darstellen.
In der US-A-3,705,043 ist eine wässrige Tintenzusammensetzung beschrieben, die geeignet für die Verwendung in einem kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker ist, welche schwarzen Kohlenstoff und eine mit Wasser mischbare nichtflüchtige Flüssigkeit entsprechend 5 bis 30 Gew.-% aufweist, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus den niederen Alkylenglykolen und Alkylethern der niederen Alkylenglykole. Die US-A-3,846,141 beschreibt eine wässrige Tintenzusammensetzung für die Verwendung in einem kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker, die eine mit Wasser mischbare nichtflüchtige Flüssigkeit entsprechend 5 bis 40 Gew.-% aufweist, ausgewählt aus der Gruppe der niederen Alkoxyglykole und wenigstens einer Mischung oder Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, einem niederen Alkyläther von Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol und Glyzerol.
Die US-A-4,239,543 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von wässrigen Tintenzusammensetzungen mit verbesserten Spitzentrockungseigenschaften und verbesserten Antigasbildungseigenschaften für die Verwendung in entweder einem kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker oder einem Tropfen-bei-Bedarf-Drucker. Solche Tintenzusammensetzungen verwenden niedere Alkylenglykole, wie beispielsweise Ethylen- und Propylenglykole als mit Wasser mischbare nichtflüchtige Flüssigkeit. Flüssigkeitszusammensetzungen im Bereich von 20 bis 97 % Glykol sind in allen Beispielen beschrieben und die "bevorzugten" Flüssigkeitszusammensetzungen liegen in dem Bereich von 50 bis 90 %. Die höheren Konzentrationen von Glykolen werden klarerweise bevorzugt, und zwar aufgrund ihrer Wichtigkeit bei der Verminderung der Verstopfungsneigung der Düse. Die US-A- 4,153,593 beschreibt die Verwendung von fluoreszierenden Farbstoffen in einer wässrigen Tintenzusammensetzung für einen kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker. Das Patent beschreibt eine Liste von wasserlöslichen, eine Schicht bildenden Harzen mit niedrigem bis mittlerem Molekulargewicht, die ein Hydantoin-Formaldehydharz enthalten, die einer Tintenzusammensetzung hinzugefügt werden, um als ein Schichtbinder des fluoreszierenden Farbstoffes auf irgendeinem Substrat zu wirken. Die Kunstharzschichten wurden ausgewählt, da sie mit der anschließenden Fluoreszenz des Farbstoffes keine Störung oder Behinderung verursachen. Dieses Patent erwähnt den Zusatz von 2 bis 30 Gew.-% von nichtflüchtigen, mit Wasser mischbaren Anfeuchtungsstoffen, wie die niederen Alkylenglykole usw., wie dies in der US-A-3,705,043 beschrieben ist.
Die JP-A-6155172 beschreibt wässrige Tintenzusammensetzungen, welche ein Hydantoinderivat und ein benetzendes Agents, wie beispielsweise Ethylenglykol enthalten.
Trotz der Ansprüche der zuvor aufgeführten Patente hinsichtlich der Wirksamkeit der offenbarten Alkylenglykole und Ether, werden Anstrengungen fortgeführt, um effektivere Zutaten zu finden, die zu einer verbesserten Düsenwartung führen, und zwar mit niedrigeren Konzentrationen der nichtflüchtigen, im Wasser mischbaren Komponente. Die Gründe bestehen darin, daß bei der bekannten Tintenzusammensetzung die Trocknungszeit der Tinte zunimmt, die Viskosität zunimmt und die Druckqualität verschlechtert wird. Beispielsweise beschreibt die US-A-4,184,881 den Zusatz von 14 Gew.-% von Surfynol 485 "welches im wesentlichen das Spitzentrocknen der Tinte in der Düse verhindert" in einem kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker. Die US-A-4,455,168 beschreibt den Zusatz von 5% eines Amino enthaltenden Propylenglykols mit 5% Glyzerin und 10% Diethylenglykol "welches nicht zu einem Verstopfen der Düse führt" beim kontinuierlichen Tintenstrahldrucken.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine verbesserte Zusammensetzung vorzusehen für die Verwendung in einem Tropfen-bei-Bedarf-Tintenstrahldrucker.
Die Erfindung besteht aus einer im wesentlichen wässrigen Tintenzusammensetzung für einen Tropfen-bei-Bedarf-Tintenstrahldrucker und umfaßt ein Fluidbindemittel mit mehr 50 Gew.-% Wasser, einem wasserlöslichen Farbstoff im Bereich von 1 bis 10 Gew.-% und einem niederen Alkylenglykol-Plastifizierer im Bereich der Konzentration von 1 bis 20 Gew.-% und einen wasserlöslichen Zusatz im Bereich von 1 bis 10 Gew.-%, der aus einem heterozyklischen bifunktionalem Monomer mit niedrigen Molekulargewichten besteht oder einen Dimer, in welchem die zwei funktionalen Gruppen entweder zwei Imid-Gruppen oder ein Hydantoin sind, welches eine karboxylische Säuregruppe trägt, wobei sowohl die Imid-Gruppen als auch die Amid-Gruppen besetzt oder gekrönt sind mit Hydroxyalkyleneinheiten.
Es wird angenommen, daß eine solche Tintenzusammensetzung eine verminderte Verdampfungsrate des Wassers in der Tintenzusammensetzung hat, und zwar durch die Bildung eines an Ort-und-Stelle-Films oder Membran auf der Fläche der Tinte in der Düse während der Ruheperiode des Druckers. Der Film oder die Membran wirkt als eine physikalischchemische Kappe an der Düsenfläche, wotei die Kappe die Verdampfungsrate des Wassers in der Tintenzusammensetzung auf das Maß reduziert, welches auf herkömmliche Weise durch Zumischen von hohen Anteilen von nichtflüchtigen, wassermischbaren Flüssigkeiten in einer Tintenzusammensetzung erhalten wird.
Es sind viele Materialien bekannt, die dann, wenn sie dem Wasser hinzugefügt werden, ihre Verdampfungsrate vermindern. Es sind auch sehr leicht bzw. geringfügig lösbare oberflächenaktive Zusätze bekannt, die eine Monoschicht auf der Fläche des Wassers bilden, welche dessen Verdampfungsrate vermindert. Eine ausgezeichnete Aufstellung der Materialien, welche diese Eigenschaften haben, ist in "Advances in Colloid and Interface Science" 25, Seiten 89- 200 (1986), gegeben. In der Tabelle VI, Seite 154, dieses Artikels ist eine große Zahl dieser Verbindungen aufgelistet. Im allgemeinen sind die Verbindungen Materialien mit einer polaren Endgruppe und einem nichtpolarem Schwanz, wie beispielsweise die höhere Alkylsäuren, Alkohole und ausgewählten Ether. Die Verwendung dieser Zusätze in den Tinten stellen gewöhnliche ein Problem einer Art oder einer anderen Art dar.
Wasserlösliche Polymere bilden eine andere Klasse von Zusätzen, die die Verdampfungsrate von Wasser vermindern. Unglücklicherweise bewirken sie bei Tropfen-bei-Bedarf- Tintenstrahldruckern auch Düsenausfälle durch Verstopfen. Wasserlösliche Polymere werden allgemein den Tintenzusammensetzungen zugefügt, um der Tinte die gewünschte Viskosität oder die gewünschten Schichtbildungseigenschaften zu erteilen. Die Verminderung in der Verdampfungsrate ist lediglich eine zufällige Eigenschaft des Polymerzusatzes für Tinten für kontinuierlich arbeitende Tintenstrahldrucker, da, wie an früherer Stelle erklärt wurde, die Verdampfungsrate von Wasser weniger Beachtung findet bei kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker. Bei Tropfen-bei- Bedarf-Druckern existiert eine sehr viel größere Empfindlichkeit zwischen den Eindickungseigenschaften und den schichtformenden Eigenschaften des Polymers auf der einen Seite und dem Ausfall der Tinte in der Düse auf der anderen Seite. Während diese Polymere die Verdampfungsrate von Wasser vermindern, führt sie auch zur Bildung eines viskosen Stopfens in der Düse. Bei den Molekulargewichten, die allgemein nützlich für eindickende Lösungen sind oder für die Schichtbildung, ist dieser Stopfen im allgemeinen zu viskos, damit er aus der Düse durch die niedrige Kraft ausgestoßen werden kann, die durch den Tropfen-bei-Bedarf- Druckimpulsgenerator zugeführt oder aufgebracht wird. Nur bei kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldruckern ist ausreichend Druck verfügbar, um solche viskosen Tropfen beim Anfahren auszustoßen. Wie an früherer Stelle bereits erwähnt wurde, stößt bei den kontinuierliche arbeitenden Tintenstrahldrucker während der Ruheperiode, wenn der Drucker nicht druckt, die Düse fortwährend Tinte in ein Gatter oder Rinne.
Bestimmte Materialien mit niedrigem Molekulargewicht können dazu verwendet werden, um die Verdampfungsrate von Wasser in einer Tintenzusammensetzung zu reduzieren, die in einem Tropfen-bei-Bedarf-Drucker verwendet wird. Während der Ruheperiode des Druckers, wenn Tinte nicht aus der Düse ausgestoßen wird, bilden diese Materialien einen Film oder eine Membran auf der Fläche der Tinte in der Düse, wenn Wasser verdampft. Die Schicht ist ausreichend schwach, so daß sie durch den Niedrigdruckimpuls eines Tropfen-bei-Bedarf-Druckkopfes zerreißbar ist. Um zerreißbar zu sein bei einem niedrigen Druck nach langen Ruheperioden muß das Molekulargewicht der gewünschten wasserlöslichen Zusätze ausreichend niedrig sein, um eine Rückdiffusion zu erlauben, derart, daß die Dauerzustandsdicke der Schicht relativ dünn verbleibt und zerreißbar ist. Der Farbstoff selbst wird in die Schicht eingebaut und ändert die Zerreiß-Streck-Grenze. Um eine niedrige Zerreiß- Streck-Grenze beizubehalten, können mit Wasser mischbare Alkylenglykole in die Flüssigkeit zugefügt werden. Diese Glykolzusätze reduzieren bekanntermaßen die Verdampfungsrate von Wasser, wenn sie jedoch mit bestimmten anderen Zutaten gemischt werden, plastifizieren die Alkylenglykole die resultierende Schicht oder Membran, wodurch die Reiß- Streck-Grenze erniedrigt wird oder abgesenkt wird, jedoch auf Kosten der Zunahme der Verdampfungsrate von Wasser.
Ein Zusatz, der verwendet werden kann, ist ein Dimer von 5,5-Dimethylhydantoin-Formaldehydharz. Dieses Harz befindet sich unter denjenigen, welches in der US-A-4,153,593 aufgelistet ist, welche die Verwendung eines Niedrig-bis- Mittel-Molekulargewicht wasserlöslichen Polymers oder Harzes beschreibt mit fluoreszierenden Farbstoffen in kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker als schichtbildende Zusätze. Es sind Polymere oder Harze, wie beispielsweise Poly(alkylenglykole), Polyvinylalkohole, Polyhydroxyalkyleneimine und eine Anzahl von weiteren Stoffen, welche das zuvor erwähnte Hydantoin-Formaldehydharz enthalten, aufgelistet. Diese Polymer werden ausgesucht aufgrund ihrer schichtbildenden Eigenschaften ohne Störung mit der Fluoreszenz ihrer fluoreszierender Farbstoffe. Die Komponenten mit höherem Molekulargewicht, wie beispielsweise Hydantoin-Formaldehydharz, werden für die Bildung von guten fluoreszierenden Schichten bevorzugt. Wie an früherer Stelle erwähnt wurde, führen diese polymerischen Zusätze mit höhrerem Molekulargewicht zu einem geringeren Düsenwartungsproblem bei kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldruckern als bei Tropfen-bei-Bedarf-Tintenstrahldruckern. Daher ist in der US-A-4,153,593 kein Hinweis über irgendwelche Unterschiede zwischen diesen in Verbindung mit der Wartung in einem kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker enthalten.
Beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung werden die niedrigmolekularen Dimere von 5,5-Dimethylhydantoin- Formaldehydharz genau deshalb bevorzugt, da sie eine schwache Schicht bilden. In der Tat erfordern die Schichten, die durch eine im Handel erhältliche Mischung aus Oligomeren mit niedrigem und hohem Molekulargewicht des Hydantoin-Formaldehydharzes gebildet sind, den Zusatz von Glykolen, um sie zu plastifizieren und zu schwächen. Als weiterer Beweis, daß die effektiven Komponenten des Hydantoin-Formaldehydharzes die Dimere sind, besteht darin, daß dann, wenn das im Handel verfügbare Hydantoin-Formaldehydharz erwärmt wird, festgestellt werden kann, daß die Komponenten mit hohem Molekulargewicht eine Steigerung erfahren relativ zu den Dimeren mit niedrigem Molekulargewicht und daß dessen Wirksamkeit als Zusatz zum Verhindern des Verstopfens der Düse verlorengeht.
Als zusätzlicher Beweis der Wichtigkeit der Dimeroligomeren niedrigem Molekulargewicht des Hydantoin-Formaldehydharzes kann demonstriert werden, daß Monomere und Dimere von anderen Materialien ähnlicher Struktur nützlich sein können. Bestimmte Zusätze sind von drei- bis fünfmal wirksamer als Glykole zum Vermindern der Verdampfungsrate von Wasser. Diese Zusätze sind heterocyklische, bifunktionale Monomere oder Dimere mit niedrigem Molekulargewicht, in denen die zwei funktionalen Gruppen entweder zwei Imid- Gruppen sind oder ein Hydantoin, welches eine carboxylische Säuregruppe trägt, wobei sowohl die Imid-Gruppen als auch die Amid-Gruppen gekappt sind mit Hydroxyalkylen-Einheiten. Beispiele der Strukturen, welche diese Anforderungen zufriedenstellen, sind: 1,1' (1,1-Ethyliden)Bishydantoin, Alloxan und 5-Hydantoinessigsäure. Es wird angenommen, daß bei der Anwendung Alloxan einer Wiederanordnung zur alloxanischen Säure unterzogen wird.
Beispiele der endverkappenden Strukturen, die nützlich sind, sind wie folgt:
Formaldehyd, Glyoxal und Glyoxalsäure.
Dies ist keine erschöpfende Liste der möglichen Materialien. Diese Beispiele sind nur als Ausführungsbeispiele angeführt und sollen nicht als Einschränkungen oder Grenzen der vorliegenden Erfindung dienen. Personen, die auf dem Chemiegebiet versiert sind, erkennen auch andere Möglichkeiten.
Der die Schicht bildende Zusatz ist in der Tinte vorhanden mit ca. 1 bis 10 Gew.-%. Ein niedrigerer Alkylenglykol- Plastifizierer, in bevorzugter Weise Ethylenglykol, ist mit ca. 1 bis 20 Gew.-% vorhanden. Ein wasserlöslicher Farbstoff, wie beispielsweise Nigrosin, Food Black 2, Direct Black 2, Direct Black 163 oder Mobay Special Black SP Liquid, ist mit ca. 1 bis 10 Gew.-% vorhanden. Der Ausgleich der Tinte ist Wasser, obwohl andere optionale Zutaten, wie Biocide, Puffer, Farbstofflöser und Schaumunterdrücker bei Wunsch auch vorhanden sein können.
Daß diese Materialien die Verdampfungsrate von Wasser vermindern, ist anhand der folgenden Beispiele gezeigt:

Beispiel 1 5, 5-Dimethylhydantoin-Formaldehyd

Es wurde ein Kapillarrohr mit 0,5 mm Innendurchmesser x 32 mm Länge nahezu mit der Testlösung gefüllt. Ein Ende des Kapillarrohrs wurde mit Hexadekan abgedichtet, einer nichtflüchtigen Flüssigkeit, vollständig unlöslich in Wasserlösungen. Das Kapillarrohr wurde dann vertikal auf einer Mikrowaage so montiert, daß sich das nicht verschlossene oder abgedichtete Ende am Boden befand. In dieser Position hielt die Gravitationskraft die Wasserlösung an der Front des Kapillarrohrs während des Verdampfens. Es wurde das Gewicht des Kapillarrohrs gemessen, und zwar innerhalb der ersten Minute nach der Montage und es wurde danach der Gewichtsverlust periodisch aufgezeichnet, und zwar über eine Periode von wenigstens sechs Stunden. Während des Versuchs lag die Feuchtigkeit in der Größenordnung von 50 bis 55% und die Temperatur betrug 21ºC. Entionisiertes Wasser wurde mit einer konstanten Rate verdampft. Der Zusatz von 5,5-Dimethylhydantoin- Formaldehyd bewirkte, daß die Verdampfungsrate des Wassers sich mit der Zeit verminderte und diese Verminderung beschleunigte sich mit zunehmenden Mengen des 5,5-Dimethylhydantoin-Formaldehyds. Die Änderung in der Verdampfungsrate kann erklärt werden durch den Aufbau einer Eindickungsschicht an der Öffnung des Kapillarrohrs mit der Zeit der Verdampfung. Die Verminderung der Rate der Wasserverdampfung aufgrund der Verwendung von 9 Gew.-% von 5,5-Dimethylhydantoin-Formaldehyd liegt dicht bei derjenigen entsprechend der Verwendung von 50 Gew.-% von Ethylenglykol.

Beispiel 2 Alloxan/Glyoxalsäure

Es galt der gleiche Versuchsaufbau unter Bedingungen, wie bei Beispiel 1. 6 Gew.-% von Alloxan/ Glyoxalsäure ist äquivalent den 20 Gew.-% von Ethylenglykol beim Reduzieren der Verdampfungsrate von Wasser um das Sechsfache.

Beispiel 3 Ethylenglykol

Es wurde der gleiche Versuchsaufbau unter Bedingungen wie beim Beispiel 1 gewählt. Dies ist die herkömmliche Zutat zum Reduzieren der Wasserverdampfung durch den Zusatz einer nichtflüchtigen, mit Wasser mischbaren Flüssigkeit. Die Wirksamkeit bei der Verminderung der Verdampfungsrate von Wasser durch 20 Gew.-% Ethylenglykol ist ca. die gleiche wie 6 Gew.-% von 5,5-Dimethylhydantoin-Formaldehyd, und die Wirksamkeit von 50 Gew.-% von Ethylenglykol ist ca. die gleiche wie 9 Gew.-% von 5,5-Dimethylhydantoin- Formaldehyd. Es ergibt sich somit, daß in dieser Hinsicht 5,5-Dimethylhydantoin-Formaldehyd drei- bis fünfmal wirksamer ist als Ethylenglykol.

Beispiel 4 1,1'(1,1 Ethyliden)Bishydantoin/ Glyoxalsäure

Es galt derselbe Versuchsaufbau und Bedingungen wie beim Beispiel 1. Die Verwendung von 6 Gew.-% von 1,1'(1,1 Ethyliden)Bishydantoin/Glyoxalsäure ist ebenso wirksam wie 20 Gew.-% Ethylenglykol beim Reduzieren der Verdampfungsrate von Wasser.

Beispiel 5 5-Hydantoinessigsäure/ Glyoxalsäure

Es galt der gleiche Versuchsaufbau und Bedingungen wie beim Beispiel 1. Die Verwendung von 6 Gew.% von 5-Hydantoinessigsäure/Glyoxalsäure ist, wie dargestellt, genauso wirksam wie 20 Gew.-% von Ethylenglykol.

Beispiel 6 Düseninstandhaltung oder Erhaltung von einer Tinte in einem Hewlett- Packard ThinkJet (Warenzeichen) Drucker

Es wurde ein ThinkJet Drucker als Testgerät verwendet. Der ThinkJet Drucker wurde programmiert, um ein paar Zeilen zu Drucken, die aus Zeichenkästchen bestanden, und zwar aus einer 9 x 6 Anordnung von Punkten oder Flecken, wobei dann der Drucker in den Ruhezustand gebracht wurde, und zwar für gesteuerte Zeitdauern von ein paar Sekunden bis 24 Stunden vom Ende des Druckens der letzten Zeile zum Beginn des Druckens der nächsten Zeile. (Der periodische "Aufspaltungs"-Mechanismus am Drucker wurde vermieden, indem die absteigenden Düsen aus der Testanordnung weggelassen wurden. Es wurde die Tinte in der ThinkJet-Patrone aus der Patrone entfernt und durch die Testtinte ersetzt. Das Aufrechterhalten der Testtinte wurde gemessen, und zwar durch Zählen der Zahl der Druckimpulse, die erforderlich waren, bevor acht von neun Düsen gedruckt haben. Je mehr Impulse erforderlich waren nach einer gegebenen Ruheperiode, desto niedriger lag die Aufrechterhaltungsrate der Tinte.
Es wurden die folgenden Testtinten vorbereitet und in dem Drucker getestet:
1. 5 Gew.-% von Direct Black 163; 5 Gew.-% von Ethylenglykol in Wasser;
2. 5 Gew.-% von Direct Black 163; 6% Gew.-% von 5,5- Dimethylhydantoin-Formaldehyd in Wasser;
3. 5 Gew.-% von Direct Black 163; 5% Gew.-% von Ethylenglykol; 6 Gew.-% 5,5-Dimethylhydantoin- Formaldehyd.
Die Testergebnisse waren wie folgt:
Die Tinte 1 erforderte 40.000 Impulse nach einer Ruheperiode von 8 Stunden und fiel aus bei einer 16 Stunden Ruheperiode.
Die Tinte 2 erforderte 5.000 Impulse nach 8 Stunden und 45.000 Impulse nach 16 Stunden. Sie fiel nach einer 24- Stunden-Ruheperiode aus.
Die Tinte 3 erforderte die gleiche Anzahl von Impulsen nach 8 und 16 Stunden Ruheperioden, fiel jedoch nach einer 24stündigen Ruheperiode nicht aus und erforderte lediglich 8.000 Impulse nach dieser Zeit.

Claims

1. Eine im wesentlichen wässrige Tintenzusammensetzung für einen Tropfen-bei-Bedarf-Tintenstrahldrucker, mit einem Fluidbindemittel mit mehr als 50 Gew.-% Wasser,

mit einem wasserlöslichen Farbstoff in dem Bereich 15 von 1 bis 10 Gew.-%, und

einem niedrigeren Alkylenglykol-Plastifizierer in einem Konzentrationsbereich von 1 bis 20 Gew.-%, und

mit einem wasserlöslichen Zusatz im Bereich von 1 bis 10 Gew. -%, der aus einem heterozyklischen bifunktionalen Monomer oder Dimer mit niedrigem Molekulargewicht besteht, bei dem die zwei funktionalen Gruppen entweder zwei Imid- Gruppen oder ein Hydantoin sind, welche eine karboxylische Säuregruppe trägt, wobei sowohl die Imid-Gruppen als auch die Amid-Gruppen mit Hydroxyalkyleneinheiten gekappt sind.

2. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz ein Dimer von 5,5-Dimethylhydantoin-Formaldehyd ist.

3. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz gebildet ist aus einer Alloxan- und Glyoxalsäure.

4. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz gebildet ist aus einer 1,1' (1,1 Ethyliden)Bishydantoin und Glyoxalsäure.

5. Tintenzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Plastifizierer Ethylenglykol ist.

6. Tintenzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff wasserlösliches Nigrosin ist.

7. Tintenzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff Food Black 2 ist.

8. Tintenzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff Direct Black 163 ist.

9. Tintenzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff eine Mobay Special Black SP Flüssigkeit ist.