DE19737099A1

DE19737099A1 - Satz pigmenthaltiger Tinten und Verfahren zur Reduzierung des Durchschlagens in Druckelementen unter Verwendung von Carbonsäureadditiven

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Publication number: DE19737099A1
Application number: DE19737099A
Authority: DE
Inventors: Page Loretta Ann Grezzo; Milan Bohuslav Bednarek; Zeying Ma; Keshava Anand Prasad
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1997-08-26
Publication date: 1998-03-05
Anticipated expiration: 2017-08-27
Also published as: US5713993A; JPH1088044A; GB2316656B; JP3003643B2; DE19737099B4; GB2316656A; GB9718381D0

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Druckelementen. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von Druckelementen mit reduziertem Durch schlagen der Farben.

Es gibt viele Verfahren zur Herstellung von Druckelementen, bei denen Druckflüssigkeiten auf ein Substrat aufgetragen werden, so daß ein Bild entsteht. Unter dem Ausdruck "Druckflüssigkeit" versteht man in der Technik gewöhnlich ein Färbemittel in einem flüssigen Medium. Beispiele sind Farben, flüssige Toner und Tinten. Das flüssige Medium kann ein organisches Lösungsmittel ("auf Lösungsmittelbasis") oder Wasser ("auf wäßriger Basis") sein. Das Färbemittel kann ein Farbstoff oder ein Pigment sein. Typischer weise sind je nach der besonderen, gerade verwendeten Drucktechnik noch weitere Bestandteile vorhanden.

Beispielhafte Verfahren der Verwendung von Druckflüssigkeiten sind Tiefdruck und Preßdruck, xerographische Techniken, bei denen flüssige Toner verwendet werden, sowie Tintenstrahldruck, um nur einige zu nennen. Von diesen Verfahren wurde das Tintenstrahl drucken wegen seiner Fähigkeit, mehrfarbige Ausdrucke herzustellen, indem man drei oder vier Primärfarbentinten in einem einzigen Durchgang auf ein Substrat aufbringt, immer beliebter, insbesondere für Anwendungen des sogenannten "Desk-Top Publishing". Andere Druckverfahren erfordern im allgemeinen für jede Primärfarbe wenig stens einen Durchgang durch den Drucker.

Bei den meisten Drucktechniken tritt ein Problem auf, wenn eine Druckflüssigkeit einer Farbe so aufgetragen wird, daß sie direkt an eine Druckflüssigkeit einer anderen Farbe angrenzt. Dieses Problem macht sich durch ein Vermischen ("Ineinanderlaufen") der beiden Druckflüssigkeiten an ihrer Grenze bemerkbar (Durchschla gen), wodurch die Grenzlinie zwischen den beiden Druckflüssigkeiten unscharf wird. Das Durchschlagen kann zur Bildung einer uner wünschten Farbe an der Grenze und einem damit einhergehenden Verlust an Auflösung, Farbtrennung, Kantenschärfe und Farbreinheit führen. Je kontrastierender die beiden benachbarten Flüssigkeiten hinsichtlich ihrer Farbe sind (wie Schwarz und Gelb), desto deut licher wird das Durchschlagen sichtbar. Das Durchschlagen ist außerdem besonders auffällig, wenn durch das Mischen eine Sekun därfarbe entsteht, wie wenn sich Blau und Gelb mischen, so daß Grün entsteht. Das Durchschlagen ist ein besonderes Problem beim Tinten strahldrucken, da die Tinten mit relativ niedriger Viskosität dazu neigen, sich auszubreiten, und da Tintenstrahldrucker in der Lage sind, drei oder vier Primärfarben gleichzeitig (oder fast gleich zeitig) zu drucken.

Mehrere Verfahren wurden vorgeschlagen, um das Durchschlagen zu verhindern. Das naheliegendste Verfahren besteht darin, die beiden Druckflüssigkeiten in einem gewissen Abstand voneinander aufzutra gen, so daß kein Ineinanderlaufen oder Vermischen der Druckflüs sigkeiten stattfinden kann. Dieses Verfahren liefert jedoch Bilder mit schlechter Auflösung.

Bei einem häufig verwendeten Verfahren wird die Auftragung der zweiten Druckflüssigkeit verzögert, bis die erste Druckflüssigkeit völlig trocken ist. Dieses Verfahren ist nicht nur ineffizient, sondern auch nicht besonders wirksam. Zum Beispiel kann ein Durch schlagen auch dann auftreten, wenn die erste Druckflüssigkeit trocken ist, was vermutlich seine Ursache darin hat, daß sich die Färbemittel der ersten Druckflüssigkeit in dem flüssigen Medium der zweiten Druckflüssigkeit erneut auflösen. Je besser löslich die Komponenten der ersten Druckflüssigkeit in dem flüssigen Medium sind, desto wahrscheinlicher wird es also zum Durchschlagen kommen. Dieses Verfahren ist beim Tintenstrahldrucken besonders von Nach teil, da es zu Verzögerungen bei der Bildung mehrfarbiger Drucke führt.

Das US-Patent 5,091,005 lehrt, daß das Hinzufügen von Formamid zu den Tinten das Auftreten des Durchschlagens unter bestimmten Umständen reduziert. Noch ein weiterer Ansatz zur Eindämmung des Durchschlagens besteht darin, die Geschwindigkeit des Eindringens in das Substrat zu erhöhen; er hat ebenfalls Nachteile. Erstens ist er von vornherein auf solche Druckanwendungen beschränkt, bei denen besondere Druckflüssigkeit/Substrat-Kombinationen verwendet werden. Zum Beispiel können stark absorbierende Substrate erforderlich sein. Zweitens wird immer noch ein Durchschlagen auftreten, es sei denn, die erste Druckflüssigkeit wird so fest an das Substrat ge bunden, daß sie von dem flüssigen Medium der zweiten Druckflüssig keit nicht aufgelöst wird. Drittens neigen bekannte Methoden zur Beschleunigung des Eindringens dazu, die Textqualität zu ver schlechtern.

Eine Kombination der obigen Ansätze ist im US-Patent 5,116,409 offenbart, das die Verwendung zwitterionischer Tenside oder nicht ionischer Amphiphile in Konzentrationen oberhalb ihrer jeweiligen kritischen Micellenkonzentration offenbart. Darin heißt es, daß durch die Bildung von Micellen, die Farbstoffmoleküle enthalten, verhindert wird, daß sich die Farbstoffmoleküle in jeder Tinte miteinander mischen.

Das US-Patent 5,181,045 lehrt ein Verfahren des Tintenstrahl druckens, bei dem eine der Tinten einen Farbstoff enthält, der unter definierten pH-Bedingungen unlöslich wird, und die andere Tinte einen pH-Wert besitzt, der den in der ersten Tinte enthal tenen Farbstoff unlöslich macht. Dieses Verfahren ist jedoch von vornherein auf eine spezielle Gruppe von Farbstoffen als Färbe mittel beschränkt. Außerdem sind die Tintenzubereitungen auch durch die Notwendigkeit von pH-Puffern eingeschränkt, was den Nutzen dieses Verfahrens weiter einschränkt.

EP 0 586 079 A1 offenbart ein Verfahren zur Verhinderung des Durchschlagens der Farben zwischen zwei verschiedenfarbigen Tintenzusammensetzungen, wobei die erste Tinte anionisch ist und ein Färbemittel enthält, das eine oder mehrere Carboxy- und/oder Carboxylatgruppen aufweist, und die zweite Tinte ein Fällungsmittel enthält, das so gestaltet ist, daß es mit dem Färbemittel in der ersten Tinte ionisch vernetzt, so daß ein fester Niederschlag entsteht, der das Durchschlagen zwischen den zwei Tintenzusammen setzungen verhindert. Es wird offenbart, daß Salze mehrwertiger Metalle als Fällungsmittel geeignet sind. Obwohl dieser Ansatz für zwei Tinten zu einer effektiven Eindämmung des Durchschlagens führt, kann die Zugabe von Salzen eine Ausflockung der Tinte und ein Verstopfen der Düse bewirken.

Farbstoffe werden beim Tintenstrahldrucken häufig als Färbemittel verwendet, da sie leicht wasserlöslich sind und auf glattem Papier kräftige chromatische Farben liefern. Leider besitzen viele Farb stoffe jedoch nur eine geringe Beständigkeit gegenüber Licht, Wasser und Handhabung des Papiers. Folglich weisen Färbemittel in Form von Farbstoffen Mängel beim Archivieren von Druckproben auf. Als Alternative zu Farbstoffen werden Pigmentfärbemittel verwendet, da sie im allgemeinen eine ausgezeichnete Licht- und Wasserechtheit besitzen. Die meisten Pigmente erreichen jedoch auf glattem Papier nicht dieselbe Farbintensität (d. h. "Farbsättigung") wie Farb stoffe.

Ein Ansatz zur Verbesserung der Pigmentfarbsättigung besteht darin, einen Träger zu verwenden, der das Färbemittel auf der Papierober fläche festhält, anstatt das Pigment in das Papier diffundieren zu lassen. Solche Träger neigen jedoch dazu, nicht in das Papier ein zudringen, und sind für schnelles Trocknen oder die Eindämmung des Durchschlagens nicht geeignet. Ein weiterer Ansatz zur Verbesserung der Pigmentfarbsättigung besteht darin, ein speziell beschichtetes Medium zu verwenden, das dabei hilft, das Färbemittel auf der Ober fläche des Papiers zu halten. Ein solches Medium ist jedoch typi scherweise teurer als Papier. Weiterhin ist man darauf beschränkt, nur mit dem speziellen Medium zu drucken.

Entsprechend besteht ein Bedürfnis nach einem verbesserten Ver fahren zum Drucken mehrfarbiger Bilder, das das oben diskutierte Problem des Durchschlagens nicht aufweist. Darüber hinaus besteht ein besonderes Bedürfnis nach einem Verfahren, das bei verbesserter Farbsättigung die ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Wasser und Licht erreicht, die man mit Pigmenten als Färbemitteln erhalten kann.

Es wurde nun gefunden, daß das Durchschlagen zwischen zwei benach barten pigmenthaltigen Tinten reduziert werden kann, wenn die erste Tinte ein polymeres Dispergiermittel enthält, das wenigstens eine neutralisierte Carbonsäure- oder Amingruppe oder eine quaternisier te Amingruppe aufweist, und die zweite Tinte (1) ein polymeres Dispergiermittel mit einer Sulfonat- oder Phosphonatgruppe und (2) ein Carbonsäureadditiv mit einem pK_a von bis zu 3,5 enthält. Entsprechend stellt die vorliegende Erfindung in einer Ausführungs form einen Satz von Druckflüssigkeiten zum Reduzieren des Durch schlagens bei mehrfarbigen Druckelementen bereit, umfassend:

(a) eine erste pigmenthaltige Druckflüssigkeit, umfassend:
- (i) ein wäßriges Trägermedium,
- (ii) ein Pigment und
- (iii) ein polymeres Dispergiermittel, das wenigstens eine Gruppe aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer neutralisierten Carbonsäuregruppe, einer neutralisierten Amingruppe und einer quaternisierten Amingruppe besteht; und
(b) eine zweite pigmenthaltige Druckflüssigkeit, umfassend:
- (i) ein wäßriges Trägermedium,
- (ii) ein Pigment,
- (iii) ein polymeres Dispergiermittel, das wenigstens eine Sulfonat- oder Phosphonatgruppe aufweist, und
- (iv) ein Carbonsäureadditiv mit einem pK_a von bis zu 3,5.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Druckflüssigkeiten Tinten, die für die Verwendung in einem Tintenstrahldrucker angepaßt sind.

In einer weiteren Ausführungsform stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mehrfarbigen Druckelements mit reduziertem Durchschlagen der Farben bereit, umfassend:

(a) Bereitstellen einer ersten pigmenthaltigen Druckflüssigkeit, umfassend:
- (i) ein wäßriges Trägermedium,
- (ii) ein Pigment und
- (iii) ein polymeres Dispergiermittel, das wenigstens eine Gruppe aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer neutralisierten Carbonsäuregruppe, einer neutralisierten Amingruppe und einer quaternisierten Amingruppe besteht;
(b) Bereitstellen einer zweiten pigmenthaltigen Druckflüssigkeit, umfassend:
- (i) ein wäßriges Trägermedium,
- (ii) ein Pigment,
- (iii) ein polymeres Dispergiermittel, das wenigstens eine Sulfonat- oder Phosphonatgruppe aufweist, und
- (iv) ein Carbonsäureadditiv mit einem pK_a von bis zu 3,5; sowie
(c) Auftragen der ersten Druckflüssigkeit und der zweiten Druck flüssigkeit in Kontakt miteinander auf ein Substrat.

Während die Erfindung in einer Vielzahl von Anwendungen, wie Luftbürstendrucken, verwendet werden kann, ist sie besonders gut für die Verwendung beim Tintenstrahldrucken, insbesondere bei thermischen Tintenstrahldruckanwendungen, angepaßt. Während die Tinten typischerweise so aufgetragen werden, daß sie auf dem Medium direkt aneinander angrenzen, können die Tinten auch übereinander aufgetragen werden.

Die vorliegende Erfindung wird nun im einzelnen unter besonderer Bezugnahme auf wäßrige Tintenzusammensetzungen für Tintenstrahl druck beschrieben. Die Erfindung läßt sich jedoch auch aufandere Druckflüssigkeiten, wie Farben und flüssige Toner, und in anderen Drucktechniken anwenden.

Wäßrige Tinten, die sich für die Verwendung in dieser Erfindung eignen, enthalten ein wäßriges Trägermedium, ein Färbemittel in Form eines Pigments sowie ein polymeres Dispergiermittel. Das polymere Dispergiermittel für die erste Tinte weist wenigstens eine Gruppe auf, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer neu tralisierten Carbonsäuregruppe, einer neutralisierten Amingruppe und einer quaternisierten Amingruppe besteht. Die zweite Tinte enthält (1) ein polymeres Dispergiermittel, das wenigstens eine Sulfonat- oder Phosphonatgruppe aufweist, und (2) ein Carbon säureadditiv mit einem PK_a von bis zu 3,5. Die Vorteile der ver besserten Farbe werden bei dem Druckelement bei solchen Kombina tionen beobachtet, bei denen die Tinten übereinanderliegen oder bei denen die Tinten auf dem Drucksubstrat aneinandergrenzen. Die resultierenden gedruckten Bilder sind insofern von hoher Qualität, als die einzelnen Punkte rund mit scharfen Rändern sind und es nur zu wenig Ausfransen oder Durchschlagen kommt.

Tintenzusammensetzung

Wie oben erwähnt, umfaßt die erste Tinte ein wäßriges Trägermedium, ein Pigment und ein polymeres Dispergiermittel, das wenigstens eine Gruppe aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer neutralisierten Carbonsäuregruppe, einer neutralisierten Amingruppe und einer quaternisierten Amingruppe besteht, und die zweite Tinte enthält (1) ein polymeres Dispergiermittel, das wenigstens eine Sulfonat- oder Phosphonatgruppe aufweist, und (2) ein Carbonsäure additiv mit einem pK_a von bis zu 3,5, vorzugsweise bis zu 2,5. Die Tinten können auch noch weitere Additive enthalten, wie sie unten erwähnt oder in der Technik des Tintenstrahldruckens bekannt sind.

Wäßriges Trägermedium

Das wäßrige Trägermedium ist Wasser oder ein Gemisch aus Wasser und wenigstens einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel. Die Auswahl eines geeigneten Gemischs hängt von den Anforderungen der speziellen Anwendung ab, wie der gewünschten Oberflächenspannung und Viskosität, dem ausgewählten Farbstoff, der Trocknungszeit der Tinte und dem Typ des Substrats, auf das die Tinte gedruckt wird. Repräsentative wasserlösliche organische Lösungsmittel, die ausge wählt werden können, sind im US-Patent 5,085,698 offenbart. Ein Gemisch aus Wasser und einem mehrwertigen Alkohol, wie Diethylen glycol, wird als wäßriges Trägermedium bevorzugt.

Im Falle eines Gemischs aus Wasser und einem wasserlöslichen Lösungsmittel enthält das wäßrige Trägermedium gewöhnlich etwa 30% bis etwa 95% Wasser, wobei der Rest (d. h. 70% bis 5%) das wasser lösliche Lösungsmittel ist. Die bevorzugten Zusammensetzungen enthalten ungefähr 60% bis etwa 95% Wasser, bezogen auf das Gesamt gewicht des wäßrigen Trägermediums.

Die Menge des wäßrigen Trägermediums in der Tinte liegt im Bereich von ungefähr 70 bis 99,8%, vorzugsweise 94 bis 99,8%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, wenn ein organisches Pigment gewählt wird, ungefähr 25 bis 99,8%, vorzugsweise ungefähr 70 bis 99,8%, wenn ein anorganisches Pigment gewählt wird.

Pigment

Der hier verwendete Ausdruck "Pigment" bedeutet ein Färbemittel, das in dem wäßrigen Trägermedium unlöslich ist, und umfaßt auch Dispersionsfarbstoffe.

Pigmente

Zu den geeigneten Pigmenten gehört eine große Vielfalt organischer und anorganischer Pigmente, allein oder in Kombination. Die Pigmentteilchen sind ausreichend klein, so daß die Tinte frei durch das Tintenstrahldruckgerät fließen kann, insbesondere an den Aus spritzdüsen, die gewöhnlich einen Durchmesser im Bereich von 10 µm bis 50 µm haben. Die Teilchengröße hat auch einen Einfluß auf die Stabilität der Pigmentdispersion, die während der gesamten Lebens dauer der Tinte entscheidend ist. Die Braunsche Bewegung der win zigen Teilchen hilft dabei, ein Absetzen der Teilchen zu verhin dern. Es ist außerdem wegen der maximalen Farbstärke wünschenswert, kleine Teilchen zu verwenden. Der Bereich der brauchbaren Teilchen größe ist ungefähr 0,005 µm bis 15 µm. Vorzugsweise sollte die Größe der Pigmentteilchen im Bereich von 0,005 bis 5 µm und am meisten bevorzugt von 0,01 bis 0,3 µm liegen.

Das ausgewählte Pigment kann in trockener oder nasser Form ver wendet werden. Pigmente werden zum Beispiel gewöhnlich in wäßrigen Medien hergestellt, und das resultierende Pigment wird als wasser feuchter Preßkuchen erhalten. In Form des Preßkuchens ist das Pig ment nicht in dem Ausmaß aggregiert wie in trockener Form. Pigmente in Form wasserfeuchter Preßkuchen erfordern also nicht so viel Des aggregation wie beim Verfahren der Herstellung der Tinten aus trockenen Pigmenten. Repräsentative handelsübliche trockene und als Preßkuchen vorliegende Pigmente, die bei der praktischen Durch führung der Erfindung verwendet werden können, sind im oben genannten US-Patent 5,085,698 offenbart.

Feine Metall- oder Metalloxidteilchen können für die praktische Durchführung der Erfindung ebenfalls verwendet werden. Zum Beispiel eignen sich Metalle und Metalloxide für die Herstellung magneti scher Tintenstrahldruckertinten. Oxide mit feiner Teilchengröße, wie Siliciumoxid, Aluminiumoxid, Titanoxid und dergleichen, können ebenfalls gewählt werden. Weiterhin können feine Metallteilchen, wie Kupfer, Eisen, Stahl, Aluminium und Legierungen, für geeignete Anwendungen gewählt werden.

Im Falle organischer Pigmente kann die Tinte bis zu ungefähr 30 Gew.-% Pigment enthalten, der Anteil wird jedoch für die meisten thermischen Tintenstrahldruckanwendungen im allgemeinen im Bereich von ungefähr 0,1 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise ungefähr 0,1 bis 8 Gew.-%, der Gesamttintenzusammensetzung liegen. Wenn ein anor ganisches Pigment ausgewählt wird, wird die Neigung bestehen, daß die Tinte höhere Gewichtsprozentanteile an Pigment enthält als bei vergleichbaren Tinten, die ein organisches Pigment verwenden, wobei der Anteil in manchen Fällen bis zu ungefähr 75% betragen kann, da anorganische Pigmente im allgemeinen höhere relative Dichten haben als organische Pigmente.

Dispersionsfarbstoffe

Die Farbe und Menge des in der Tinte verwendeten Dispersionsfarb stoffs ist weitgehend frei wählbar und hängt in erster Linie von der gewünschten Farbe des mit der Tinte erreichten Druckbilds, der Reinheit des Farbstoffs und seiner Stärke ab. Geringe Farbstoffkon zentrationen ergeben möglicherweise keine ausreichende Farbinten sität. Hohe Konzentrationen können zu einem schlechten Druckkopf verhalten oder zu unannehmbar dunklen Farben führen. Der Disper sionsfarbstoff kann in einer Menge von 0,01 bis 20 Gew.-%, vor zugsweise 0,05 bin 8 Gew.-% und noch mehr bevorzugt 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, vorhanden sein. Reprä sentative Dispersionsfarbstoffe, die für diese Erfindung geeignet sein können, sind in US 5,053,495, US 5,203,912 und US 5,102,448 offenbart.

Polymeres Dispergiermittel

Die erste Tinte enthält ein polymeres Dispergiermittel, das wenig stens eine Gruppe aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer neutralisierten Carbonsäuregruppe, einer neutralisierten Amingruppe und einer quaternisierten Amingruppe besteht, und die zweite Tinte enthält ein polymeres Dispergiermittel, das wenigstens eine Sulfonat- oder Phosphonatgruppe aufweist. Die erste Tinte kann kationisch oder anionisch sein. Die zweite Tinte ist anionisch.

Zu den Polymeren, die als polymere Dispergiermittel besonders gut geeignet sind, gehören AB-, BAB- oder ABC-Blockcopolymere oder A_x(BA)_yB_z-Pfropfcopolymere, wobei x = 0 bis 10 000, y = 2 bis 10 000 und z = 0 bis 10 000. Bei AB- oder BAB-Blockcopolymeren ist das A-Segment ein hydrophobes Homopolymer oder Copolymer, das dazu dient, an das Pigment zu binden, und der B-Block ist ein hydrophi les Homopolymer oder Copolymer oder Salz davon, das dazu dient, das Pigment im wäßrigen Medium zu dispergieren. Solche polymeren Dis pergiermittel, die eine Carbonsäuregruppe aufweisen, und aminhal tige Blockcopolymere sowie die Synthese davon sind in Ma et al., US-Patent 5,085,698, offenbart. ABC-Triblockpolymere eignen sich ebenfalls als Pigmentdispergiermittel. Im ABC-Triblockpolymer ist der A-Block ein mit Wasser verträgliches Polymer, der B-Block ist ein Polymer, das an das Pigment zu binden vermag, und der C-Block ist mit dem organischen Lösungsmittel verträglich. Die Blöcke A und C sind Endblöcke. ABC-Triblockpolymere und ihre Synthese sind in Ma et al., Europäische Patentanmeldung 0 556 649 A1, veröffentlicht am 28. August 1993, offenbart. In A_x(BA)_yB_z-Pfropfcopolymeren sind die A-Segmente hydrophobe Homopolymere oder Copolymere, die dazu dienen, das Pigment in das wäßrige Medium einzubinden. Die Synthese von Copolymeren mit Pfropfstruktur ist in Mancinelli, US 5,006,582, offenbart. Obwohl auch statistische Copolymere als Dispergiermittel verwendet werden können, stabilisieren sie Pigmentdispersionen nicht so effektiv wie Blockpolymere.

Einige Beispiele für hydrophobe Monomere, die in polymeren Dis pergiermitteln verwendet werden, sind Methylmethacrylat, n-Butyl methacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Benzylmethacrylat, 2-Phenyl ethylmethacrylat und die entsprechenden Acrylate. Einige Beispiele für hydrophile Monomere, die neutralisierte Carbonsäure, neutrali siertes Amin oder quaternisierte Amingruppen enthalten und sich für die Herstellung von Dispergiermitteln für die erste Tinte eignen, sind Methacrylsäure, Acrylsäure, Dimethylaminoethyl[meth]acrylat und Salze davon. Quartäre Salze von Dimethylaminoethyl[meth]acrylat können ebenfalls eingesetzt werden. Einige Beispiele für hydrophile Monomere, die Sulfonat- oder Phosphonatgruppen enthalten und sich für die Herstellung der Dispergiermittel für die zweite Tinte eignen, sind 2-Aminomethylpropansulfonsäure (AMPS), Styrolsulfon säure, Styrolsulfonat, Sulfopropylacrylat, Sulfopropyl[meth]acrylat und Vinylphosphonsäure.

Die carbonsäuregruppenhaltigen polymeren Dispergiermittel in der ersten Tinte können so neutralisiert werden, wie es in Ma et al., US-Patent 5,085,698, offenbart ist. Vorzugsweise wird das polymere Dispergiermittel in der ersten Tinte mit Dimethylethanolamin, Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid neutralisiert. Alternativ dazu können die für die erste Tinte ausgewählten polymeren Dispergier mittel auch mit Benzylchlorid, Methyliodid, Methylsulfat, Dimethyl sulfat usw. quaternisiert sein. Vorzugsweise sind die neutrali sierten oder quaternisierten Amine in der ersten Tinte tertiäre Amine.

Die Sulfonsäure- oder Phosphonsäuregruppen im Dispergiermittel für die zweite Tinte können mit organischen Basen, wie Mono-, Di- und Trimethylamin, Morpholin, N-Methylmorpholin, Aminomethylpropanol, Alkoholaminen, wie Dimethylethanolamin (DMEA), Methyldiethanolamin, Mono-, Di- und Trimethanolamin, Pyridin, Ammoniumhydroxid, Tetra alkylammoniumsalzen, wie Tetramethylammoniumhydroxid, Tetraethyl ammoniumhydroxid, Alkalimetallen, wie Lithium, Natrium, Kalium und dergleichen, neutralisiert werden. Zu den bevorzugten Neutralisa tionsmitteln gehören Dimethylethanolamin, Diethylethanolamin, Aminomethylpropanol, Kaliumhydroxid und Natriumhydroxid.

Carbonsäureadditiv

Das Carbonsäureadditiv ist in der Tinte vorhanden, die das Disper giermittel mit Sulfonat- oder Phosphonatgruppen enthält. Das Säure additiv kann einen pK_a von bis zu 3,5, vorzugsweise bis zu 2,5, haben. Vorzugsweise hat das Säureadditiv eine Löslichkeit in Wasser von wenigstens 4,5 Teilen in 100 Teilen Wasser bei 25°C. Einige geeignete Carbonsäureadditive sind Oxalsäure, Zitronensäure, Glycolsäure, Bromessigsäure, Chloressigsäure, Chlorpropionsäure, Maleinsäure, Malonsäure, Phthalsäure und Weinsäure. Das Säureaddi tiv kann in einer Menge von 0,2 bis 30%, vorzugsweise 0,5 bis 5%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenkomponenten, vorhanden sein.

Weitere Bestandteile

Verschiedene Typen von Additiven können verwendet werden, um die Eigenschaften der Tintenzusammensetzung für bestimmte Anwendungen zu modifizieren. Außer den polymeren Dispergiermitteln können anionische, nichtionische oder amphotere Tenside verwendet werden. Eine ausführliche Liste nichtpolymerer sowie einiger polymerer Tenside ist auf den Seiten 110-129 von 1990 McCutcheon′s Functional Materials, North American Edition, Manufacturing Confection Publishing Co., Glen Rock, NJ, aufgestellt. Die Wahl eines speziellen Tensids hängt stark von der besonderen Tintenzusammen setzung und dem Typ des zu bedruckenden Substratmediums ab. Der Fachmann kann das geeignete, in der besonderen Tintenzusammen setzung zu verwendende Tensid für das spezielle Substrat auswählen. In wäßrigen Tinten können die Tenside in einer Menge von 0,01-5% und vorzugsweise 0,2-2%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, vorhanden sein.

Cosolventien können mitverwendet werden, um die Eindring- und Verstopfungshemmungseigenschaften der Tintenzusammensetzung zu ver bessern, und werden tatsächlich auch bevorzugt. Solche Cosolventien sind in der Technik wohlbekannt. Repräsentative Cosolventien, die mit Vorteil verwendet werden können, sind als Beispiele in US 5,272,201 genannt. Biozide können verwendet werden, um das Wachstum von Mikroorganismen zu hemmen. Dowicides® (Dow Chemical, Midland, MI), Nuosept® (Huls America, Inc., Piscataway, NJ), Omidines® (Olin Corp., Cheshire, CT), Nopcocides® (Henkel Corp., Ambler, PA), Troysans® (Troy Chemical Corp., Newark, NJ) und Natriumbenzoat sind Beispiele für solche Biozide. Maskierungsmittel, wie EDTA, können ebenfalls mitverwendet werden, um schädliche Wirkungen von Schwer metallverunreinigungen zu verhindern. Weitere Additive, wie Feucht haltemittel, Viskositätsmodifikatoren und andere Acryl- oder Nicht acrylpolymere können ebenfalls hinzugefügt werden, um verschiedene Eigenschaften der Tintenzusammensetzungen nach Wunsch zu verbes sern.

Mehrere Farben

Für Druckanwendungen, die mehr als zwei Farben erfordern, kann die vorliegende Erfindung in Kombination mit anderen bekannten Mitteln zum Ausflocken, Ausfällen oder Fixieren der Tinte verwendet werden.

Tinteneigenschaften

Die Strahlgeschwindigkeit, die Trennlänge der Tröpfchen, die Tröpfchengröße und die Strömungsstabilität werden stark von der Oberflächenspannung und der Viskosität der Tinte beeinflußt. Pig menthaltige Tintenstrahldruckertinten, die sich für die Verwendung in Tintenstrahldrucksystemen eignen, haben bei 20°C eine Ober flächenspannung im Bereich von etwa 20 mN/m bis etwa 70 mN/m und vorzugsweise im Bereich von 30 mN/m bis etwa 70 mN/m. Annehmbare Viskositäten sind nicht größer als 20 mPa·s und liegen vorzugsweise im Bereich von etwa 1,0 mPa·s bis etwa 10,0 mPa·s bei 20°C. Die Tinte hat physikalische Eigenschaften, die mit einem weiten Bereich von Abspritzbedingungen verträglich sind, d. h. Antriebsspannung und Pulsbreite bei thermischen Tintenstrahldruckgeräten, Antriebs frequenz des Piezoelements bei Geräten mit Tröpfchen-auf-Anforde rung-Prinzip oder kontinuierlichen Geräten, sowie die Form und Größe der Düse. Die Tinten besitzen eine ausgezeichnete Lang zeitlagerstabilität und verstopfen nicht das Tintenstrahlgerät. Das Fixieren der Tinte auf dem Bildaufzeichnungsmaterial, wie Papier, Textilstoff, Folie usw., kann rasch und genau durchgeführt werden. Die gedruckten Tintenbilder haben klare Farbtöne, eine hohe Dichte, ausgezeichnete Wasserbeständigkeit und Lichtechtheit. Weiterhin korrodiert die Tinte keine Teile des Tintenstrahldruckgeräts, mit denen sie in Kontakt kommt, und ist im wesentlichen geruchlos und nichttoxisch.

Substrate

Die Substrate können irgendwelche sein, die für die Herstellung gedruckter Elemente verwendet werden. Für Anwendungen bei Tinten strahldruckertinten können mit Vorteil Substrate des Cellulosetyps und des Nichtcellulosetyps verwendet werden, wobei die Substrate des Cellulosetyps, wie Papier, bevorzugt werden. Wenn es ge schlichtet ist, kann der Grad der Schlichtung des Substrats, wie er nach dem in TAPPI-Standards T530 PM-83 beschriebenen Hercules-Schlichte test (HST) gemessen wird, 1 Sekunde bis 1000 Sekunden betragen. Das Substrat wird so gewählt, daß sein HST-Wert mit dem Volumen und der Zusammensetzung des Tintentröpfchens in dem zu verwendenden Drucker verträglich ist. Der bevorzugte HST-Wert liegt im Bereich von 200 bis 500 Sekunden, am meisten bevorzugt 350 bis 400 Sekunden. Einige geeignete Papiere sind 100% gebleichtes Kraftpapier, das aus einem Gemisch von Hart- und Weichholz besteht, 100% holzfreies Baumwollpergamentpapier sowie holzhaltiges Papier, das entweder durch Mahlen des Halbzeugs oder mit Additiven durch scheinend gemacht wurde. Ein bevorzugtes Papier ist Gilbert-Bond-Papier (25% Baumwolle) mit der Stilbezeichnung 1057, das von der Mead Company, Dayton, OH, hergestellt wird. Zu den weiteren Substraten gehören Karton, Transparentfolien, wie Polyethylentere phthalat, Textilstoffe usw.

Diese Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele näher erläutert, auf die sie jedoch nicht beschränkt ist.

Beispiele Polymerherstellung 1

Hier wird die Herstellung eines anionischen carbonsäurehaltigen Polymers, eines ETEGMA//BzMA//MAA-4//15//12-Triblockpolymers, gezeigt:
Ein 12-Liter-Kolben wurde mit einem mechanischen Rührer, Thermo meter, N₂-Einleitungsrohr, Trockenrohr und Tropftrichtern ausge stattet. 830 g Tetrahydrofuran (THF) wurden in den Kolben gegeben. Dann wurde der Katalysator Tetrabutylammonium-m-chlorbenzoat (2,3 ml einer 1,0 M Lösung in Acetonitril) hinzugefügt. Als Ini tiator wurden 50,00 g (0,216 mol) 1,1-Bis(trimethylsiloxy)-2- methyl-1-propen injiziert. Zustrom I [Trimethylsilylmethacrylat, 408,62 g (2,57 mol)] wurde bei 0,0 Minuten gestartet und über 30 Minuten hinweg zugeleitet. 100 Minuten, nachdem Zustrom I beendet war (über 99% der Monomere hatten reagiert), wurde Zustrom II [Benzylmethacrylat (BzMA), 568,97 g (3,23 mol)] gestartet und über 30 Minuten hinweg zugeleitet. 30 Minuten, nachdem Zustrom II been det war (über 99% der Monomere hatten reagiert), wurde Zustrom III [2-(Ethoxytriethylenglycol)methacrylat (ETEGMA), 212,07 g (0,862 mol)] gestartet und über 10 Minuten hinweg zugeleitet.

Nach 10 Stunden Rühren wurden 124 g trockenes Methanol zu der obigen Lösung gegeben, und es wurde mit der Destillation begonnen, wobei 2-Pyrrolidon die Lösungsmittel ersetzte. Dabei entstand ein MAA//BzMA//ETEGMA-Triblockpolymer.

Das Blockpolymer wurde unter Verwendung des folgenden Verfahrens neutralisiert: 791,1 g der Polymerlösung wurden mit 99,3 g Kalium hydroxidlösung (45,9% in entionisiertem Wasser) und 2608,8 g ent ionisiertem Wasser gemischt, bis eine homogene 10%ige Polymerlösung erhalten wurde.

Polymerherstellung 2

Hier wird die Herstellung eines Makromonomers BzMA/ETEGMA/MAA-70/20/10 gezeigt:
In einen 5-Liter-Kolben, der mit einem mechanischen Rührer, Thermo meter, N₂-Einleitungsrohr und Tropftrichtern ausgestattet war, gab man 350,0 g BzMA, 100,0 g ETEGMA, 50,0 g Methacrylsäure (MAA), 750,0 g Aceton und 0,08 g SCT [Diaquabis(bordifluordiphenylgly oximato)cobalt(II)]. Das Reaktionsgemisch wurde auf Rückflußtempe ratur (62°C) erhitzt, und 20,0 g VAZO® 52 und 0,04 g SCT, gelöst in 200,0 g Aceton, über 240 Minuten hinweg zusammen mit dem Monomergemisch von 350,0 g BzMA, 100,0 g ETEGMA und 50,0 g MAA zugeleitet. Die Reaktion wurde durch Zugabe von 5,0 g Vazo® 52, gelöst in 50,0 g Aceton, zum Abschluß gebracht, und der Rückfluß wurde noch 120 Minuten lang aufrechterhalten. Das Reaktionsgemisch hatte einen Feststoffgehalt von 50,84%.

Polymerherstellung 3

Hier wird die Herstellung eines anionischen sulfonsäurehaltigen Polymers, eines AMPS/MA//-g-BzMA/ETEGMA/MAA-25/50//-g-17,5/5/2,5-Pfropf copolymers, gezeigt:
In einen 5-Liter-Kolben, der mit einem mechanischen Rührer, Thermo meter, N₂-Einleitungsrohr und Tropftrichtern ausgestattet war, gab man 200,0 g AMPS, 275,0 g Isopropanol, 137,5 g Wasser, 400,0 g Methylacrylat, 287,5 g Aceton, 400,0 g 2-Pyrrolidon und 400,0 g Makromonomerlösung, die bei der Polymerherstellung 4 beschrieben ist. Der Inhalt des Kolbens wurde auf Rückflußtemperatur (72°C) erhitzt, und 7,5 g des Radikalstarters Lupersol® 11, gelöst in 40,0 g Isopropanol und 40,0 g Aceton, wurden hinzugefügt, um die Polymerisationsreaktion zu starten. Die restliche Menge der Mono merlösung (1200,0 g) wurde über 180 Minuten hinweg zusammen mit einer weiteren Charge Lupersol®-11-Initiatorlösung in den Reak tionskolben eingeleitet. Die Reaktion wurde durch Zugabe von zusätzlichen 5,0 g des Lupersol®-11-Initiators, gelöst in 25,0 g Isopropanol und 25,0 g Aceton, zum Abschluß gebracht. Das Reak tionsgemisch wurde weitere 120 Minuten auf der Rückflußtemperatur gehalten. Die resultierende Polymerlösung mit 33,46% Feststoffen und einer Säurezahl von 124,2 wurde mit einer Lösung von KOH in Wasser bis zu 90% der Stöchiometrie neutralisiert. Dann wurden die flüchtigen Lösungsmittel abgestreift (845,0 g) und durch dieselbe Menge Wasser ersetzt, wobei der endgültige Feststoffgehalt des Polymers 33,5% betrug.

Polymerherstellung 4

Hier wird die Herstellung eines anionischen carbonsäurehaltigen Polymers, eines BzMA//MAA-13//10-Diblockpolymers, gezeigt:
Ein 2-Liter-Kolben wurde mit einem mechanischen Rührer, Thermo meter, N₂-Einleitungsrohr, Trockenrohr und Tropftrichtern ausge stattet. 592 g Tetrahydrofuran (THF) wurden in den Kolben gegeben. Dann wurde der Katalysator Tetrabutylammonium-m-chlorbenzoat (2,3 ml einer 1,0 M Lösung in Acetonitril) hinzugefügt. Als Initiator wurden 50,00 g (0,216 mol) 1,1-Bis(trimethylsiloxy)-2-methyl-1- propen injiziert. Zustrom I [Trimethylsilylmethacrylat, 340,52 g (2,16 mol)] wurde bei 0,0 Minuten gestartet und über 45 Minuten hinweg zugeleitet. 100 Minuten, nachdem Zustrom I beendet war (über 99% der Monomere hatten reagiert), wurde Zustrom II [Benzylmeth acrylat (BzMA), 493,10 g (2,80 mol)] gestartet und über 30 Minuten hinweg zugeleitet.

Nach 1 Stunde Rühren wurden 104 g trockenes Methanol zu der obigen Lösung gegeben, und es wurde mit der Destillation begonnen, wobei 697,0 g 2-Pyrrolidon die Lösungsmittel ersetzte. Dabei entstand ein BzMA//MAA-13//10-Diblockpolymer mit einem endgültigen Feststoff gehalt von 50%.

Polymerherstellung 5

Hier wird die Herstellung eines kationischen Polymers, eines BzMA//DMAEMA/ETEGMA-10//20/3-Diblockpolymers, gezeigt:
Ein 12-Liter-Kolben wurde mit einem mechanischen Rührer, Thermo meter, N₂-Einleitungsrohr, Trockenrohr und Tropftrichtern ausge stattet. 4002 g Tetrahydrofuran (THF) und 7,7 g p-Xylol wurden in den Kolben gegeben. Dann wurde der Katalysator Tetrabutylammonium- m-chlorbenzoat (2,0 ml einer 1,0 M Lösung in Acetonitril) hinzuge fügt. Als Initiator wurden 155,1 g (0,891 mol) 1-Methoxy-1-tri methylsiloxy-2-methylpropen injiziert. Zustrom I [2-Dimethylamino ethylmethacrylat (DMAEMA), 2801 g (17,8 mol)] wurde bei 0,0 Minuten gestartet und über 45 Minuten hinweg zugeleitet. 100 Minuten, nach dem Zustrom I beendet war (über 99% der Monomere hatten reagiert), wurde Zustrom II [ein Gemisch von Benzylmethacrylat (BzMA), 1568 g (8,91 mol) und 2-(Ethoxytriethylenglycol)methacrylat (ETEGMA, 658 g (2,67 mol)] gestartet und über 30 Minuten hinweg zugeleitet.

Nach 400 Minuten wurden 310 g trockenes Methanol zu der obigen Lösung gegeben, und es wurde mit der Destillation begonnen. Insgesamt wurden 4725 g Lösungsmittel entfernt. Dabei entstand ein BzMA//DMAEMA/ETEGMA-Diblockpolymer mit einem endgültigen Feststoff gehalt von 48,5%.

Dispersionsherstellung 1

Hier wird die Herstellung einer anionischen carbonsäurehaltigen schwarzen Dispersion, ETEGMA//BzMA//MAA-KOH-4//15//12, gezeigt:
Eine schwarze Pigmentdispersion wurde nach dem folgenden Verfahren hergestellt:

Bestandteil
Menge (g)
FW-18, Rußpigment (Degussa Corp., Allendale, NJ)
60,0
Polymer aus Herstellung 1 (10%ige Lösung)	300,0
entionisiertes Wasser	240,0
insgesamt	600,0.

Die oben genannten Komponenten wurden in einem Kunststoffbecher durch mechanisches Rühren vorgemischt, bis keine Klumpen oder trockenen Brocken mehr sichtbar waren. Das Gemisch wurde in einem Mikrofluidizer (Microfluidics Corp., Waltham, Mass.) dispergiert, indem man es 5mal unter einem Flüssigkeitsdruck von etwa 55 000 kN/m² durch die Wechselwirkungskammer leitete. Die resultierende Pigmentdispersion hatte eine Pigmentkonzentration von 10%. Die Dispersion wurde durch einen 1-µm-Hochleistungsfilterbeutel (3M Filtration Products, St. Paul, Minn. 55144-1000) filtriert.

Dispersionsherstellung 2

Hier wird die Herstellung einer anionischen sulfonsäurehaltigen Cyan-Dispersion gezeigt.

Eine Cyan-Pigmentdispersion wurde nach dem folgenden Verfahren hergestellt:

Bestandteil
Menge (g)
Endurophthal® BT-617D (Cookson Pigments, Newark, NJ)
150,0
Polymer aus Herstellung 3 (33,5% Feststoffe)	298,5
entionisiertes Wasser	1051,5
insgesamt	1500,0.

Die oben genannten Komponenten wurden in einem Kunststoffbecher durch mechanisches Rühren vorgemischt, bis keine Klumpen oder trockenen Brocken mehr sichtbar waren. Das Gemisch wurde 48 Stunden in einer Kugelmühle mit keramischem Medium dispergiert. Die resul tierende Pigmentdispersion hatte eine Pigmentkonzentration von 10%.

Dispersionsherstellung 3

Hier wird die Herstellung einer anionischen sulfonsäurehaltigen Magenta-Dispersion gezeigt.

Eine Magenta-Pigmentdispersion wurde nach dem folgenden Verfahren hergestellt:

Bestandteil
Menge (g)
Magenta 122, FC4097 (Sun Chemical Corp., Cincinnati, OH; 51% Feststoffe)
294,1
Polymer aus Herstellung 3 (33,5% Feststoffe)	298,5
entionisiertes Wasser	907,4
insgesamt	1500,0

Dispersionsherstellung 4

Hier wird die Herstellung einer anionischen carbonsäurehaltigen Cyan-Dispersion gezeigt.

Eine Cyan-Pigmentdispersion wurde nach dem folgenden Verfahren hergestellt:
Die folgenden Bestandteile wurden miteinander gemischt:

Bestandteil
Menge (g)
Endurophthal® BT-617D (Cookson Pigments, Newark, NJ)
150,0
Polymer aus Herstellung 4 (50% Feststoffe)	200,0
insgesamt	350,0.

Dieses Gemisch wurde dann in eine Zweiwalzenmühle gegeben und 60 Minuten lang verarbeitet. Dies ergab eine Pigmentdispersion, die 60% Pigment und 40% Polymer enthielt. Sie hatte ein P/D-Verhältnis von 1,5/1. Dieser Zweiwalzenpreßkuchen wurde dann aufgelöst, wobei Kaliumhydroxid in Wasser als Neutralisationsmittel verwendet wurde. Zusätzliches Wasser wurde hinzugefügt, so daß man ein wäßriges Pigmentkonzentrat mit 10% Pigmentfeststoffen erhielt.

Dispersionsherstellung 5

Hier wird die Herstellung einer kationischen aminhaltigen Magenta-Dispersion gezeigt.

Eine Magenta-Pigmentdispersion wurde nach dem folgenden Verfahren hergestellt:
Die folgenden Bestandteile wurden miteinander gemischt:

Bestandteil
Menge (g)
R-122-Preßkuchen, 50% Feststoffe (Sun Chemical Corp., Cincinnati, OH)
300,0
Polymer aus Herstellung 5 (48,5% Feststoffe)	309,3
insgesamt	609,3.

Dieses Gemisch wurde dann in eine Zweiwalzenmühle gegeben und 60 Minuten lang verarbeitet. Dies ergab eine Pigmentdispersion, die 60% Pigment und 40% Polymer enthielt. Sie hatte ein P/D-Verhältnis von 1,5/1. Dieser Zweiwalzenpreßkuchen wurde dann aufgelöst, wobei Phosphorsäure in Wasser als Neutralisationsmittel verwendet wurde. Zusätzliches Wasser wurde hinzugefügt, so daß man ein wäßriges Pigmentkonzentrat mit 10% Pigmentfeststoffen erhielt.

Dispersionsherstellung 6

Hier wird die Herstellung einer anionischen carbonsäurehaltigen Gelb-Dispersion gezeigt.

Eine Gelb-Pigmentdispersion wurde nach dem folgenden Verfahren hergestellt:
Die folgenden Bestandteile wurden miteinander gemischt:

Bestandteil
Menge (g)
Irgalite® LBG Yellow (CIBA Pigments Newark, DE)
150,0
Polymer aus Herstellung 4 (50% Feststoffe)	200,0
insgesamt	350,0.

Kontrolle 1

Eine anionische carbonsäurehaltige schwarze Tinte mit der folgenden Rezeptur wurde nach dem folgenden Verfahren hergestellt:
Eine Tinte, die 3,75% Pigment und 1,875% Polymer-Dispergiermittel enthielt, wurde hergestellt, indem man 35 g der Dispersionsher stellung 1 mit geeigneten Mengen Liponics® EG-1, erhalten von Lipo Chemicals, Inc., Patterson, NJ, 2-Pyrrolidon, und Nuosept® 95, Huls America, Inc., Piscataway, NJ, sowie entionisiertes Wasser mit einander mischte, wobei man eine Tinte mit Endkonzentrationen von 8% Liponics® EG-1, 10% 2-Pyrrolidon und 0,3% Nuosept® 95 erhielt.

Eine anionische carbonsäurehaltige Cyan-Tinte mit der folgenden Rezeptur wurde nach dem folgenden Verfahren hergestellt:
Eine Tinte, die 2,5% Pigment und 1,67% Polymer-Dispergiermittel enthielt, wurde hergestellt, indem man geeignete Mengen Dispersion 4 und Tetraethylenglycol, Liponics® EG-1, 2-Pyrrolidon, Nuosept® 95 sowie entionisiertes Wasser miteinander mischte, wobei man eine Tinte mit Endkonzentrationen von 4% Tetraethylenglycol, 5% Liponics® EG-1, 6% 2-Pyrrolidon und 0,5% Nuosept® 95 erhielt.

Die schwarze und die Cyan-Tinte wurden in benachbarten Bereichen auf Papier der Art Champion Data Copy gedruckt, wobei ein Drucker der Art Hewlett Packard 1200C, Hewlett-Packard Co., Palo Alto, CA, dessen Heizer abgeschaltet war, verwendet wurde. Das Durchschlagen wurde auf einer Skala von A-F bewertet, wobei A die beste und F die schlechteste Bewertung war.

Dieser Ausdruck hatte eine Bewertung des Durchschlagens von F.

Kontrolle 2

Eine anionische carbonsäurehaltige schwarze Tinte wurde so herge stellt, wie es bei Kontrolle 1 beschrieben ist.

Eine anionische carbonsäurehaltige gelbe Tinte mit der folgenden Rezeptur wurde nach dem folgenden Verfahren hergestellt:
Eine Tinte, die 3,0% Pigment und 1,5% Polymer-Dispergiermittel enthielt, wurde hergestellt, indem man geeignete Mengen Dispersion 6 und 2-Pyrrolidon, Liponics® EG-1 sowie entionisiertes Wasser mit einander mischte, wobei man eine Tinte mit Endkonzentrationen von 5% Liponics® EG-1 und 9% 2-Pyrrolidon erhielt.

Die Tinten wurden wie bei Kontrolle 1 beschrieben ausgedruckt, und das Ausmaß des Durchschlagens wurde so bewertet, wie es bei Kontrolle 1 beschrieben ist.

Dieser Ausdruck hatte eine Bewertung des Durchschlagens von F.

Kontrolle 3

Eine anionische carbonsäurehaltige Cyan-Tinte wurde so hergestellt, wie es bei Kontrolle 1 beschrieben ist.

Eine anionische carbonsäurehaltige gelbe Tinte wurde so herge stellt, wie es bei Kontrolle 2 beschrieben ist.

Dieser Ausdruck hatte eine Bewertung des Durchschlagens von D.

Beispiel 1

Eine anionische carbonsäurehaltige schwarze Tintenstrahldrucker tinte wurde so hergestellt, wie es bei Kontrolle 1 beschrieben ist.

Eine anionische sulfonsäurehaltige Cyan-Tintenstrahldruckertinte mit der folgenden Rezeptur wurde hergestellt:
Eine Tinte, die 3,0% Pigment und 1,5% Polymer-Dispergiermittel ent hielt, wurde hergestellt, indem man geeignete Mengen Dispersion 2 und 2-Pyrrolidon, Liponics® EG-1, Zitronensäure sowie entionisier tes Wasser miteinander mischte, wobei man eine Tinte mit Endkonzen trationen von 5% Liponics® EG-1, 9% 2-Pyrrolidon und 3% Zitronen säure erhielt.

Dieser Ausdruck hatte eine Bewertung des Durchschlagens von A.

Beispiel 2

Eine anionische sulfonsäurehaltige Magenta-Tintenstrahldruckertinte wurde nach dem folgenden Verfahren hergestellt:
Eine Tinte, die 3,0% Pigment und 1,5% Polymer-Dispergiermittel ent hielt, wurde hergestellt, indem man geeignete Mengen Dispersion 6 und 2-Pyrrolidon, Liponics® EG-1, Zitronensäure sowie entionisier tes Wasser miteinander mischte, wobei man eine Tinte mit Endkonzen trationen von 5% Liponics® EG-1, 9% 2-Pyrrolidon und 3% Zitronen säure erhielt.

Dieser Ausdruck hatte eine Bewertung des Durchschlagens von A.

Beispiel 3

Eine anionische sulfonsäurehaltige Cyan-Tintenstrahldruckertinte wurde so hergestellt, wie es in Beispiel 1 beschrieben ist.

Eine anionische carbonsäurehaltige gelbe Tintenstrahldruckertinte wurde so hergestellt, wie es bei Kontrolle 2 beschrieben ist.

Dieser Ausdruck hatte eine Bewertung des Durchschlagens von A.

Beispiel 4

Eine kationische, ein neutralisiertes Amin enthaltende Magenta-Tinten strahldruckertinte wurde nach dem folgenden Verfahren herge stellt:
Eine Tinte, die 3,0% Pigment und 1,5% Polymer-Dispergiermittel ent hielt, wurde hergestellt, indem man geeignete Mengen Dispersion 5 und 2-Pyrrolidon, Liponics® EG-1 sowie entionisiertes Wasser mit einander mischte, wobei man eine Tinte mit Endkonzentrationen von 5% Liponics® EG-1 und 9% 2-Pyrrolidon erhielt.

Dieser Ausdruck hatte eine Bewertung des Durchschlagens von B.

Claims

1. Satz von Druckflüssigkeiten, der insbesondere zum Reduzieren des Durchschlagens von einer Flüssigkeit in die andere während des Druckens angepaßt ist, umfassend:

2. Satz gemäß Anspruch 1, wobei sowohl die erste als auch die zweite Druckflüssigkeit anionisch sind.

3. Satz gemäß Anspruch 1, wobei sowohl die erste Druckflüssigkeit kationisch ist und die zweite Druckflüssigkeit anionisch ist.

4. Satz gemäß Anspruch 1, wobei die Dispergiermittel aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus AB-, BAB- und ABC-Blockcopo lymeren und A_x(BA)_yB_z-Pfropfcopolymeren besteht, wobei x 0 bis 10 000 beträgt, y 2 bis 10 000 beträgt und z 0 bis 10 000 beträgt.

5. Satz gemäß Anspruch 1, wobei das Carbonsäureadditiv in einer Menge von ungefähr 0,2 bis 30%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zweiten pigmenthaltigen Druckflüssigkeit, vorhanden ist.

6. Satz gemäß Anspruch 5, wobei das Carbonsäureadditiv aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Oxalsäure, Zitronensäure, Glycolsäure, Bromessigsäure, Chloressigsäure, Chlorpropions äure, Maleinsäure, Malonsäure, Phthalsäure und Weinsäure besteht.

7. Satz von Tinten, der insbesondere zum Reduzieren des Durch schlagens von einer Tinte in die andere während des Tinten strahldruckens angepaßt ist, wobei der Satz von Tinten umfaßt:

(a) eine erste pigmenthaltige Tinte, umfassend:
- (i) ein wäßriges Trägermedium,
- (ii) ein Pigment und
- (iii) ein polymeres Dispergiermittel, das wenigstens eine Gruppe aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer neutralisierten Carbonsäuregruppe, einer neutralisierten Amingruppe und einer quaternisierten Amingruppe besteht; und
(b) eine zweite pigmenthaltige Tinte, umfassend:
- (i) ein wäßriges Trägermedium,
- (ii) ein Pigment,
- (iii) ein polymeres Dispergiermittel, das wenigstens eine Sulfonat- oder Phosphonatgruppe aufweist, und
- (iv) ein Carbonsäureadditiv mit einem pK_a von bis zu 3,5.

8. Satz gemäß Anspruch 7, wobei die Dispergiermittel aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus AB-, BAB- und ABC-Blockcopo lymeren und A_x(BA)_yB_z-Pfropfcopolymeren besteht, wobei x 0 bis 10 000 beträgt, y 2 bis 10 000 beträgt und z 0 bis 10 000 beträgt.

9. Satz von Tinten gemäß Anspruch 8, wobei das Carbonsäureadditiv in der zweiten Tinte in einer Menge von ungefähr 0,2 bis 30%, bezogen auf das Gesamtgewicht dieser Tinte, vorhanden ist.

10. Satz von Tinten gemäß Anspruch 8, wobei das Carbonsäureadditiv einen pK_a von bis zu ungefähr 2,5 hat.

11. Satz von Tinten gemäß Anspruch 9, wobei das Carbonsäureadditiv aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Oxalsäure, Zitronen säure, Glycolsäure, Bromessigsäure, Chloressigsäure, Chlor propionsäure, Maleinsäure, Malonsäure, Phthalsäure und Wein säure besteht.

12. Satz von Tinten gemäß Anspruch 8, wobei das Pigment in jeder Tinte eine Teilchengröße von 0,005 bis 15 µm hat und in einer Menge von ungefähr 0,1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, vorhanden ist.

13. Satz von Tinten gemäß Anspruch 7, wobei das polymere Disper giermittel in der ersten Tinte mit wenigstens einer Verbindung quaternisiert ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Benzylchlorid, Methyliodid, Methylsulfat und Dimethylsulfat besteht.

14. Satz von Tinten gemäß Anspruch 7, wobei das polymere Disper giermittel in der ersten Tinte mit Dimethylethanolamin, Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid neutralisiert ist.

15. Satz von Tinten gemäß Anspruch 7, wobei das Polymer in der zweiten Tinte mit wenigstens einer Verbindung neutralisiert ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus organischen Basen, Alkoholaminen, Pyridin, Ammoniumhydroxid, Tetra alkylammoniumsalzen und Alkalimetallen besteht.

16. Verfahren zur Herstellung eines mehrfarbigen Druckelements mit reduziertem Durchschlagen der Farben, umfassend:

(a) Bereitstellen einer ersten pigmenthaltigen Druckflüssig keit, umfassend:
- (i) ein wäßriges Trägermedium,
- (ii) ein Pigment und
- (iii) ein polymeres Dispergiermittel, das wenigstens eine Gruppe aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer neutralisierten Carbonsäuregrup pe, einer neutralisierten Amingruppe und einer quaternisierten Amingruppe besteht;
(b) Bereitstellen einer zweiten pigmenthaltigen Druckflüs sigkeit, umfassend:
- (i) ein wäßriges Trägermedium,
- (ii) ein Pigment,
- (iii) ein polymeres Dispergiermittel, das wenigstens eine Sulfonat- oder Phosphonatgruppe aufweist, und
- (iv) ein Carbonsäureadditiv mit einem pK_a von bis zu 3,5; sowie
(c) Auftragen der ersten und der zweiten Druckflüssigkeit in Kontakt miteinander auf ein Substrat.

17. Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei die Druckflüssigkeiten Tinten sind und mit einem Tintenstrahldrucker auf das Substrat aufgetragen werden.

18. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei die Tinten so aufgetragen werden, daß sie aneinander angrenzen.

19. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei die Tinten so aufgetragen werden, daß sie übereinander liegen.

20. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei das Substrat Papier ist.

21. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei die Dispergiermittel aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus AB-, BAB- und ABC-Blockcopolymeren und A_x(BA)_yB_z-Pfropfcopolymeren besteht, wobei x 0 bis 10 000 beträgt, y 2 bis 10 000 beträgt und z 0 bis 10 000 beträgt.

22. Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei die Carbonsäure in der zweiten Tinte in einer Menge von ungefähr 0,2 bis 30%, bezogen auf das Gesamtgewicht dieser Tinte, vorhanden ist.

23. Verfahren gemäß Anspruch 22, wobei das Carbonsäureadditiv einen pK_a von bis zu ungefähr 2,5 hat.

24. Verfahren gemäß Anspruch 22, wobei das Carbonsäureadditiv aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Oxalsäure, Zitronensäure, Glycolsäure, Bromessigsäure, Chloressigsäure, Chlorpropion säure, Maleinsäure, Malonsäure, Phthalsäure und Weinsäure besteht.

25. Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei das Pigment in jeder Tinte eine Teilchengröße von 0,005 bis 15 µm hat und in einer Menge von ungefähr 0,1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, vorhanden ist.

26. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei das polymere Dispergier mittel in der ersten Tinte mit wenigstens einer Verbindung quaternisiert ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Benzylchlorid, Methyliodid, Methylsulfat und Dimethylsulfat besteht.

27. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei das polymere Dispergier mittel in der ersten Tinte mit Dimethylethanolamin, Natrium hydroxid oder Kaliumhydroxid neutralisiert ist.

28. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei das Polymer in der zweiten Tinte mit wenigstens einer Verbindung neutralisiert ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus organischen Basen, Alkoholaminen, Pyridin, Ammoniumhydroxid, Tetraalkylammonium salzen und Alkalimetallen besteht.