projeto de Fabricação de tintas deskjets w injet

APOSTILA COM FÓRMULAS PARA FABRICAÇÃO FABRIC AÇÃO DE TINTAS INK JET/ DESK JET PROJETOS DE DEIONIZADORES

1) FORMULAÇÕES PARA PREPARO DAS TINTAS: Composição Química: Lembrando o artigo do Eng. Hernán Murúa, publicado na revista na ReciclaMais Nº 12 (www.reciclamais.com), todas as tintas possuem via de regra 3 componentes principais: Veículo, aditivos e tingentes. O veículo, para as tintas que usamos, via de regra é água (deionizada ou tri -destilada). Os aditivos ou sistemas solventes guardam atrás de si seus segredos, e é com eles que as principais características da tinta são controladas. E finalmente os tingentes , que efetivamente dão a cor da tinta, podendo ser totalmente solúveis em água (Corantes) ou emulsões (Dispersão de pigmentos insolúveis). O correto balanceamento dos componentes são cruciais para a qualidade final das tintas. “

Corante Recomendada: 81 % 5% 12 % 2%

Água Deionizada Corante Dietileno Glicol

Álcool Isopropílico

Corante Alternativa I 10,0  – 15,0% 6,0% 2,0% 5,0  – 1,2% 1,2 71,8  – 76,8%

Corante Mowilith DM 760 Etanol Propileno Glicol

Água Deionizada

Corante Alternativa II 10,0  – 15,0% 6,0% 5,0 - 1,2% 0,2% 75,8  – 80,8%

Corante Polivinilpirrolidone Propileno Glicol Fongrabac IG

Água Deionizada

Tinta pigmentada 2,5  – 5,0 % 68,5  – 66,0% 18,0% 0  – 4,6% 2,8% 3,6%

Pigmento

Água Deionizada Dietileno Glicol Trietanolamina N-metil –2-pirrolidone Isopropanol

”

2) FORMA DE PREPARO: Preparação de aproximadamente um litro de tinta corante da fórmula recomendada. Para as outras formulações o princípio é o mesmo. 1. Coloque em um recipiente de plástico: 810 ml de Água Deionizada Quente, 50 Gramas de Corante. Misture os dois componentes muito bem, até água quente dissolver totalmente o corante. 2. Depois, adicione 20 ml de Álcool Isopropílico. 3. Misture os três componentes até não haver resíduos e obter  homogeneidade. 4. Depois dessa mistura pronta, adicione 120 ml de Dietileno Glicol. Misture novamente os componentes e deixe por cerca de 1 hora. 5. Depois teremos que filtrar essa tinta para outro recipiente. Para Filtrar use um coador de tecido com uma camada de algodão. 6. Pronto, a tinta esta pronta para o uso.

3) DETALHES IMPORTANTES: 1. O corante deve ser adicionado aos poucos (nunca de uma só vez), para não provocar a formação de grumos, o que irá dificultar na solubização. 2. A água e todos os componentes devem ser isentos de bactérias ou fungos, a fim de evitar a formação de colônias na tinta, uma vez que os pigmentos e corantes utilizados na sua maioria são orgânicos - um excelente meio de cultura. 3. A água deve ser deionizada, a fim de não interferir em nada a condutividade elétrica da tinta, além de não oferecer quaisquer  pontos de nucleações de pigmentos e/ou corantes, que vão entupir  o cartucho. 4. Deve-se ter filtragem para 0,05 microns, para que não haja também nucleações de futuros entupimentos.

4) DICAS PARA A FABRICAÇÃO DE TINTAS A BASE DE ÁGUA: 

Se a viscosidade da tinta for muito alta, use Amônia. Isto fará com que a tinta flua sem reduzir a intensidade de cor rapidamente. Atenção: O uso da amônia é corretivo e não deve ser uma regra,

pois o uso prolongado da amônia danifica as cabeças de impressão, principalmente de impressoras EPSON, que fica na impressora, diferente dos cartuchos HP que apenas diminuem a vida útil reduzindo o número possível de recargas. 

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Para melhorar a performance de secagem, utilize uma mistura 5050 de água e álcool isopropílico. Tome o máximo cuidado em não aumentar a porcentagem de álcool. Adicione aos poucos faça o teste de secagem até obter o tempo adequado. Para aumentar o PH das tintas, utilize Amônia. Uma ou duas tampas cheias devem resolver o problema. Vale a mesma recomendação feita no início quanto ao uso da amônia. Para Retardar a média de secagem e facilitar a limpeza da impressora, utilize Glicol Propileno. Adicione em quantidades de 1% até a impressão tornar -se limpa. Filtros especiais para para filtragem de tinta pode se encontrar em http://www.techfilter.com.br/ são extremamente recomendáveis, pois a qualidade da tinta depende da filtragem e também do uso de corantes micro-filtrados. A cada adição de algo à tinta, deixe misturar por alguns minutos, para que todo o produto fabricado apresente características uniformes dentro do resultado esperado. Registre em papel ou no computador, tudo que for adicionado, bem como suas quantidades. Não confie na memória. Este procedimento pode poupar dores de cabeça e garantir a qualidade do produto final. A validade das tintas é de 2 dois anos o chamado Off shell, tempo que a tinta fica estocada sem perder a qualidade A forma de estocagem e armazenamento é em frascos plásticos e temperatura de ambiente normal. Proteger os frascos da incidência de calor e luz solar diretos. Antes de comercializar seu produto, faça testes exaustivos, para poder obter uma qualidade aceitável pelo mercado. Não substitua componentes a esmo e não use produtos não adequados a fabricação de tintas para impressoras, como por exemplo corantes não específicos para tintas. Ao manipular produtos químicos, utilize sempre equipamentos de proteção, tais como óculos, máscara facial, touca, luvas e guardapó e mantenha sempre os pés com calçados fechados. Mantenha

os produtos longe de crianças e animais. Por exemplo o Dietileno Glicol provoca a morte se ingerido. Em caso de acidentes, siga as recomendações do fabricante do produto e procure um médico. Não compre produtos químicos sem a correta identificação do fabricante sobre composição, peso, forma de armazenamento, data de validade e indicações do que deve ser feito em casos de acidentes.

5) PRODUTOS QUÍMICOS USADOS E SUAS FINALIDADES: 1. ÁGUA - Baixa a Viscosidade das tintas à base de água. Baixa também o pH. 2. GLICOL PROPÍLICO - Para retardar a média de secagem das tintas à base de água. Pode ainda ser usado para evitar  a impressão suja. Deve-se adicionar em pequenas quantidades. 3. ÁLCOOL ISOPROPÍLICO (Isopropanol, 2-propanol, isopropil álcool) - Aumenta a média de secagem das tintas à base de água. Adicione em pequenas quantidades: de 1 a 4%. Deve ser armazenado em recipientes a prova de fogo e guardado em local bem ventilado. 4. TRIETANOLAMINA (Tri(2-hidroxietil)amina; TEA; Aminotrietanol etilamina; 2,2,2-Nitriloetanol) - Neutralizador, Retarda a média de secagem da tinta. Sua comercialização é controlada pelo Exército Brasileiro, por ser um precursor do agente vesicante nitrogênio mostarda. 5. N Metil-2-Pirrolidone - Dispersante e Homogenizador. 6. ETANOL (alcool etílico)  – Controle do tempo de secagem da tinta.

6) FORNECEDORES DELAWARE Rua Morretes, 376  – Porto Alegre - RS Fone: (0XX51) 3341-0812 Propileno Glicol 1L R$ 12,00 BENZOL Rua Faustolo, 1760 - Lapa 05041-001 São Paulo - SP PABX: (0xx11) 3865-3524

e-mail: [email protected] Glicol 1l R$ 35,00 Neutralizante 1l R$ 35,00 RUDNIK http://www.rudnik.com.br/Qualidd.htm 011 4617-8400 Glicol Quant. Mínima 215 Kg Trietanolamina Quant. Mínima 225 kg

R$ 2,30 Kg R$ 2,50 Kg

QUIMIDROL 0800 470255 ou (0xx47) 425-2696 email: [email protected] A Quimidrol possui uma linha direta para atender seus clientes, tirar suas dúvidas, fazer cotações e efetuar seus pedidos. Propileno Glicol 1 litro R$ 18,00 DIETILENO GLICOL

Best Química Ltda. Rua Jacuí, 475 DIADEMA - SP (11)4091-7300 Web Site: e-mail:

http://www.bestquimica.com.br [email protected]

DIETILENO GLICOL

Carbono Química Ltda. Estr. Part. Eiji Kikuti, 391 - Cooperativa SÃO BERNARDO DO CAMPO - SP (11)4393-4600 Web Site: e-mail:

http://www.carbono.com.br [email protected]

DIETILENO GLICOL PROPILENO GLICOL

COSMOQUIMICA IND. E COM. LTDA. Rua Bernardo Wrona, 389 - Limão SÃO BERNARDO DO CAMPO - SP 0800-116633 Web Site: http://www.carbono.com.br e-mail: [email protected] PROPILENO GLICOL CORANTES PAINT JET DO BRASIL Ismael Cavalheiro Fone: (11) 5034  – 1332 / 9781  – 3876 e-mail: [email protected]   

AMARELO 250,00 O Kg, EM PÓ. RENDE EM MEDIA 20 LITROS AZUL 280,00 O Kg EM PÓ, RENDE EM MEDIA 20 LITROS MAGENTA 60,00 DÓLARES O Kg LíQUIDO SUPER MICRO FILTRADO(NA COR EXATA PARA HP OU EPSON) RENDE EM MEDIA 7 LITROS.

FSM Com. e Rep. Ltda. ( Representante Comercial  ) R. Aristarco Nogueira, 413 - Jardim Merci  – 13206-380 - Jundiaí - SP Fone/Fax: (0 xx 11) 4815-4123 e-mail: [email protected] CORANTES EM GERAL OROPLAST Rua Maria Aparecida Cardia, 330 - V. Friburgo 04781-010 São Paulo  – SP 011 5521-7366 Internet: http://www.oroplast.com.br/  Embalagens Plásticas diversos modelos e tamanhos. EMPLAST Internet: http://www.chempak.com.br/emplas.htm Embalagens Plásticas diversos modelos e tamanhos. Para outros produtos químicos e alternativas aos f ornecedores acima relacionados acesse http://www.guiaquimico.com.br que é o site do

GUIA QUÍMICO, onde você encontrará uma relação completa de empresas que comercializam produtos químicos e materiais correlatos.

LEITURA RECOMENDADA: 

TINTAS E VERNIZES  – Universidade de Caxias do Sul

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COMO ESCOLHER A TINTA CERTA  – Cássio A Rodrigues

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SOLVENTES  – O QUE VOCÊ DEVE SABER

7) PROJETOS CASEIROS DE DEIONIZADORES Projeto I Material necessário: 

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04 pedaços de cano de PVC de 75mm (Largura e altura, depende da quantidade de resina e carvão necessário). 08 End Cap (tampão de cano de PVC) 10 emendas de mangueira de aquário Mangueirinha de aquário (tamanho depende da distância entre: filtro/torneira e filtro/recipiente) 300g de Carvão ativado (quantidade proporcional ao tamanho do cano de PVC usado para o pré filtro) Resina mista ,Aniônica e catiônica 1Kg de cada 07 Pedaços de Perlon cortados no diâmetro do cano. Fita veda-rosca (“firlon”) Cola Super  – Bonder 01 Bico plástico de mangueira de jardim Durepoxi 01 Vela de filtro Pozzani

Onde encontrar o material: Lojas de aquário, casa de materiais de construção, jardinagem e lojas de materiais filtrantes. Montagem: Com ferro quente, fure todos os end-caps bem no meio, até passar metade das emendas de mangueira de aquário (faça passar bem   justo, sem deixar folga). Vede bem com super-bonder ou cola de silicone. Monte primeiro o pré filtro de carvão ativado e a vela de filtro: Em cada End-cap preparado, coloque por dentro uma “bolachinha” de perlon, para que não passe pedaços de carvão pelos furos. Tape um dos lados do cano com um end-cap preparado (NÃO COLE OS ENDCAPS!) Se não ficar firme, use a fita veda-rosca. Encha com carvão até a boca (encha mesmo!!) e coloque o outro end-cap na outra extremidade. Pronto! Faça o mesmo com os canos para colocar a resina. Detalhe: a granulometria da resina é bem menor, portanto, capriche na rodelinha de perlon aí sim pode lacrar.(Forçadamente, SEM COLAR!!) O perlon serve para não deixar ir nem vir partículas de resina. Pegue o bico plástico de mangueira de jardim e uma emenda de mangueira de aquário, estas peças servirão para preparar o bico de mangueira para o diametro de entrada do deionisador. Ele deverá ser 

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entupido” na ponta pelo durepóxi. Faça um furo na lateral (com o

ferro quente), coloque e cole a emenda de mangueira. Pronto. Coloque o bico na mangueira e manda bala! Considerações Gerais: 

Não cole os end-caps!

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A água deve percorrer o filtro de baixo para cima, desta forma ela

é forçada a passar por toda a resina 

Quanto mais alto seu filtro, mas eficiente ele será. Evite usar  canos de diâmetros maiores que 100mm. 

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Jamais deixe que a resina fique seca. Portanto, quando o filtro não estiver em uso, ambas as pontas das mangueirinhas (entrada e saída) devem ser mantidas em um nível ACIMA do compartimento da resina, deixando o filtro sempre com água. O fluxo da água deve ser bem lento para melhorar a filtragem da

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água. Faça testes sempre que possível, para poder efetuar a troca das

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resinas. Este sistema pode ser “suspenso” com o uso de abraçadeiras ( fotos) ou utilizado de pé, para isto cole um pedaço de tubo na parte debaixo dos caps. Tome cuidado para não deixar transbordando! Perdi as contas de quantas vezes larguei lá, transbordando água “boa”!

Observação: O cano que usei foi de 75mm de diâmetro, 45cm de comprimento para o compartimento de resina (comprada na DESMI FILTROSSP) Coube 1Kg de resina dentro + o perlon. Procure adquirir testes de Silicato , fosfato e nitrato para poder ir monitorando a qualidade da água e ação das resinas.

Fotos do Deionizador

fotos de Christian lima

PROJETO II Rafael Augusto Gregatti - www.myreef.hpg.com.br Material necessário: 

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Dois pedaços de cano de PVC (medida e espessura, depende da quantidade de resina e carvão necessário) Quatro end caps(tampão de cano de PVC) Cinco emendas de mangueira de aquário Mangueirinha de aquário (tamanho depende da distância entre: filtro/torneira e filtro/recipiente) Carvão ativado(quantidade proporcional ao tamanho do cano de PVC usado para o pré filtro) Resina mista (aniônica e catiônica) Pedaços de Perlon(“rodelinhas” da espessura do cano) Fita veda-rosca(“firlon”) Cola super-bonder Bico plástico de mangueira de jardim Pedacinho de durepoxi

Onde encontrar o material: Lojas de aquário, casa de materiais de construção e lojas de materiais filtrantes. A resina é encontrada em lojas de filtros, eu sempre compro em DESMI FILTROS DO BRASIL Como montar: Com ferro quente, fure os end-caps bem no meio, até passar metade das emendas de mangueira de aquário (faça passar bem justo, sem deixar folga). Vede bem com super-bonder ou cola de silicone. Monte primeiro o pré filtro de carvão ativado: Em cada End-cap preparado, coloque por dentro uma “bolachinha” de perlon, para que não passe pedaços de carvão pelos furos. Tape um dos lados do cano com um end-cap preparado(NÃO COLE OS END-CAPS!) Se não ficar firme, use a fita veda-rosca. Encha com carvão até a boca(encha mesmo!!) e coloque o outro endcap na outra extremidade. Pronto! Faça o mesmo com o cano maior para colocar a resina... Detalhe: a granulometria da resina é bem menor, portanto, capriche na rodelinha de perlon aí sim pode lacrar...(Forçadamente, SEM COLAR!!) O perlon serve para não deixar ir nem vir partículas de resina... Pegue uma emenda de mangueira, ela servirá para preparar o bico de mangueira de plástico. Ele deverá ser  “entupido” na ponta pelo

durepóxi. Faça um furo na lateral (com o ferro quente), coloque e cole a emenda de mangueira. Pronto. Coloque o bico na mangueira e manda bala! Considerações:  

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Não cole os end-caps! A água deve percorrer o filtro de baixo para cima, desta forma ela é forçada a passar por toda a resina Quanto mais alto seu filtro, mas eficiente ele será. Evite usar  canos de espessuras maiores que 100mm. Jamais deixe que a resina fique seca. Portanto, quando o filtro não estiver em uso, ambas as pontas das mangueirinhas(entrada e saída) devem ser mantidas em um nível ACIMA do compartimento da resina, deixando o filtro sempre com água. O fluxo da água deve ser bem lento para melhorar a filtragem da água. Tome cuidado para não deixar transbordando! Perdi as contas de quantas vezes larguei lá, transbordando água “boa”!

Observação: O cano que usei foi de 5cm de diâmetro, 45cm de comprimento para o compartimento de resina (comprada na DESMI FILTROSSP) e 20cm para o pré-filtro... Coube 500g de resina dentro. Carvão usado foi Aquafauna. Ele está “amarrado” na grade da   janela da cozinha, onde o bico vai direto da torneira). Gastei menos de vinte reais(dez reais foi da resina) e vale a pena. Esse foi apenas um teste. O próximo será bem maior!! 01 - Mangueira de aquário ou silicone 02 - Cano de PVC 03 - End cap 04 - Emenda de mangueira 05 - Carvão ativado 06 - Resina deionizadora 07 - Recipiente 08 - Torneira

8) COMPARAÇÃO ENTRE TINTAS PIGMENTADAS E NÃO PIGMENTADAS FONTE: http://www.inkpress.com.br/art.htm

Introdução: As tintas para impressão a jato de tinta para as máquinas SOHO são, por diversas razões, como a baixa toxicidade e a não flamabilidade, constituidas basicamente por água, co-solventes, aditivos e material corante. Enquanto que a composição de líquidos é amplamente variável tanto em tipo quanto em proporção, para o material corante há apenas dois extremos para escolha, os pigmentos ou os corantes. Iremos expor as características principais de ambos e discutir sobre o sangramento entre cores e pretos. Características Principais de Tintas para Impressoras de Jato: As impressoras de jato de tinta SOHO funcionam segundo o princípio DOD (Drop on Demand, Gotejamento à Solicitação) onde o jato de tinta é ejetado por esforço piezoelétrico ou termodinâmico quando há uma solicitação na forma de um pulso elétrico. Para estas máquinas as características principais de qualificação podem ser divididas em quatro grupos(1) : Segurança

Confiabilidade

Aspecto

Secagem

Gota constante

Coloração

Taxa elevada

Uso contínuo e intermitente

Resolução

Item característica Atóxico Não Inflamável

Estabilidade Química obtenção

Seleção de componentes não inflamáveis e atóxicos

Balanceamento e seleção de cosolventes e corantes

Balanceamento de Balanceamento propriedades físico- de químicas propriedades tinta/papel

Caracterizando tintas segundo estes critérios podemos compara-las e decidir sobre a sua adequabilidade a um dado uso.

Comportamento de dispersão: A característica que define uma molécula corante como pigmento não é o seu tamanho, é a sua solubilidade no meio em que é exposto. Um corante verdadeiro é solúvel no meio sendo mantido disperso em uma solução monofásica com pouca tendência de aglomeração. Um pigmento não é solúvel no meio devendo sua sustentação a forças brownianas e à interação com um dispersante, formando uma dispersão homogênea e apresentando maior tendência à aglomeração. Essa

tendência à aglomeração leva a um aumento no tamanho das partículas presentes assim normalmente as partículas de pigmento são maiores (50 a 100 nm) que as partículas de corantes (menores que 50 nm)(2). Isto pode acarretar na necessidade de maiores cuidados na filtração e no armazenamento de tintas pigmentadas. Diferenças de Comportamento: O objetivo da Hewlett-Packard com a introdução de pigmentos em suas tintas pretas era apenas obter maior resistência à luz (lightfastness) e à

água (waterfastness) (3). Como vantagens adicionais aparentemente podiam ser contadas um melhor espalhamento de gotas, uma secagem mais rápida(4) e uma maior nitidez de contorno(5). Em nenhum momento encontra-se na literatura referências ao melhor  comportamento frente a mistura com cores (menores sangramentos) e são ligeiras as citações de pretos mais profundos. Em contrapartida as tintas pigmentadas apresentam menor estabilidade, ocasionando entupimento com maior facilidade e cores menos vibrantes levando a um preto menos profundo(6).

Comparação qualitativa: Na tabela abaixo temos a comparação entre propriedades de tintas pigmentadas e não pigmentadas comuns. Tabela I : Comparação entre Tintas Imagem

Resistência

Estabilidade

Confiabilidade --------------------

ID

Hue

IS

WF

LF

TS

OS

Pigmentada

I

I

S

S

S

S

S

I

Não Pigmentada

S

S

I

I

I

I

I

S

Notas: 

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S= superior, I= inferior. ID: Densidade de imagem. Hue: Contraste; IS: Nitidez, quanto menor o sangramento entre cores mais nítida a imagem WF: Resistência à água; LF: Resistência à luz TS: Estabilidade térmica; OS: Estabilidade oxidativa.

Cores A gama de cores de um jogo de tintas primárias é definido pelo maior  contraste de cada cor. Por outro lado quanto maior o contraste menor a resistência à luz. Como a gama é normalmente o mais importante para tintas coloridas, as tintas não pigmentadas, são usualmente as mais indicadas(1).

Pretos Para as tintas pretas as propriedades de resistência e estabilidade podem ser consideradas tão importantes quanto as de imagem e confiabilidade deixando a escolha entre tipo de material corante antes como uma diferença de conceituação entre fabricantes. Além disso temse notado o aparecimento de tintas pigmentadas de elevada estabilidade e alta densidade de imagem enquanto as tintas não pigmentadas vem experimentando um aumento em sua nitidez, resistência à água e estabilidade térmica.

Secagem, Nitidez e Sangramento A secagem de uma tinta para jato ocorre pela soma da evaporação de solventes e pela penetração pelo papel, como vemos(7)

Quanto mais poroso o meio, mais rápida é a secagem, contudo, também o espalhamento lateral será maior, diminuindo a nitidez. Nas tintas pigmentadas a penetração do líquido ocasiona a deposição do pigmento, aumentando a nitidez. Este depósito é de difícil resuspensão levando a uma maior resistência à água. Por outro lado como a molécula de pigmento é muito mais simples que a de corante ela esta menos sujeita ao ataque dos raios luminosos e à decomposição térmica. Nas tintas não pigmentadas estas propriedades não podem ser  atingidas através do material corante, contudo elas podem ser  aproximadas pelo uso de composições balanceadas e aditivos adequados, até mesmo o sangramento pode ser controlado pela adequada seleção não apenas da tinta preta como também da tinta colorida. É exatamente isto que fabricantes como a Seiko - Epson ou a

Canon fazem em suas máquinas. É a omissão do raciocínio acima que baseia a maioria das idéias relativas à superioridade das tintas pigmentadas.

Conclusão Fez-se um resumo das características de tintas pigmentadas e não pigmentadas explicando-se brevemente a razão para a diferença entre estes sistemas de tingimento. Concluiu-se que não é apenas o material corante que determina as propriedades das tintas e portanto que a seleção de um sistema de tingimento depende antes de um balanço entre as propriedades desejadas e o pacote de tintas, podendo ser otimizada por cada fabricante. Referências: 1.

Big Moment Writing Company consulting material on Ink Jet Printing

2.

‘

3.

‘

4.

Ink Jet Book Vol IV

5.

U.S. Pat. 5,662,734 ª Crystal

6.

Pro Ink Brochure

7.

‘

Ink Jet Printers Tutor ’ PC Magazine 09/03/99 iss.

Laser -Comparable Inkjet Text Printing’ Jaime H. Bohórquez et al. HP Disclousure Journal Feb. 1994

Progress and Trends in Ink-jet Printing Technology’ Hue P. Le JIST Vol. 42 #1 Jan./Feb. 1998