DE2948309C2

DE2948309C2 -

Info

Publication number: DE2948309C2
Application number: DE2948309A
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Chiba Jp Eida; Masahiro Funabashi Chiba Jp Haruta; Yasuhiro Yano; Yoji Tokio/Tokyo Jp Matsufuji; Tokuya Yokohama Kanagawa Jp Ohta
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1978-12-01
Filing date: 1979-11-30
Publication date: 1988-08-11
Also published as: DE2948309A1; US4295889A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufzeichnungsflüssigkeit, wie sie in sogenannten Tintenstrahl-Schreibeinrichtungen gebraucht und dort als "Tinte" bezeichnet wird. Unter den verschiedenen, bislang bekannten Aufzeichnungssystemen sind die stoßfreien Aufzeichnungssysteme hinsichtlich ihres einfachen Aufbaus mit den mittels Stoß oder Schlag arbeitenden Aufzeichnungssystemen vergleichbar. Darüber hinaus haben jedoch die stoßfreien Aufzeichnungssysteme den besonderen Vorteil, daß der während der Aufzeichnung auftretende Lärm oder Geräuschpegel vernachlässigbar klein ist. Aus diesem Grunde haben sich ganz erhebliche Anstrengungen der Fachwelt auf die Entwicklung stoß- oder schlagfreier Aufzeichnungs systeme konzentriert. Unter diesen Systemen haben sich die Tintenstrahl-Aufzeichnungssysteme bzw. kurz "Tinten schreibeinrichtungen" als besonders vielversprechende, stoßfreie Aufzeichnungssysteme erwiesen. Insbesondere erlauben die letzteren Systeme eine hohe Aufzeichnungsgeschwindigkeit und die Verwendung von üblichen Papierbögen als Aufzeichnungs material, ohne daß ein besonderer Fixierprozeß erforderlich wäre.

Bislang sind bereits eine Reihe von Verbesserungen zum Tintenschreibsystem vorgeschlagen worden. Einige dieser Systeme sind bereits erfolgreich in den Markt eingeführt worden, während sich andere Systeme noch in der Entwicklung befinden.

Kurz gesprochen, werden bei einer Tintenschreibeinrichtung Tintentröpfchen aus einer kleinen Öffnung ausgestoßen oder ausgespritzt und fliegen in gesteuerter Weise auf ein Aufzeichnungsmaterial, wie etwa einen Papierbogen zu; die aus gespritzten Tintentröpfchen haften auf dem Aufzeichnungs material und bilden dort das angestrebte Bild, bzw. erzeugen die aufzuzeichnende Information. Im Hinblick auf Unterschiede hinsichtlich
den Maßnahmen zur Erzeugung der Tintentröpfchen;
den Maßnahmen zur Steuerung der Flugrichtung der Tintentröpfchen; und
weiterer Maßnahmen
lassen sich die Tintenschreibeinrichtungen in verschiedene Typen einteilen. Eine typische Tintenschreibeinrichtung ist schematisch mit Fig. 1 dargestellt. Bei dieser Tinten schreibeinrichtung wird ein Aufzeichnungssignal einem Teil des Aufzeichnungskopfes zugeführt, der einen Piezo-Oszillator aufweist; als Reaktion auf dieses Signal werden die Tröpfchen aus der Aufzeichnungsflüssigkeit erzeugt, um mit den letzteren die Aufzeichnung vorzunehmen.

Im einzelnen gehören, wie mit Fig. 1 dargestellt, zu dem Aufzeichnungskopf 1 ein Piezo-Oszillator 2 a, eine oszillierende Platte 2 b, ein Tinteneinlaß 3, eine Tintenkammer 4 innerhalb des Kopfes und eine Ausspritzöffnung 5. Die Aufzeichnungs flüssigkeit 7 (Tinte) wird aus einem Vorratsgefäß 6 über eine Zuführleitung 8 in die Tintenkammer 4 eingebracht. Sofern dies erforderlich ist, können in der Zuführleitung 8 eine Pumpe, ein Filter und dgl. vorgesehen sein. Das Aufzeichnungs signal S wird von einer Prozeßeinheit 10, etwa einem Impulswandler, in einen Impuls umgewandelt, der anschließend dem Piezo-Oszillator 2 a zugeführt wird. Das dem Piezo- Oszillator 2 a zugeführte Signal bewirkt letztlich Druckänder ungen auf die Tinte innerhalb der Tintenkammer 4, wodurch Tintentröpfchen 11 aus der Ausspritzöffnung 5 ausgestoßen werden. Diese ausgestoßenen Tintentröpfchen zeichnen das angestrebte Bild bzw. die angestrebte Information auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials 12 auf.

Eine andere Ausführungsform einer Tintenschreibeinrichtung ist schematisch mit Fig. 2 dargestellt. Zu der letzteren Tintenschreibeinrichtung gehört eine düsenförmige Tinten kammer 4, die von einem zylindrischen Piezo-Oszillator 2 a umgeben ist. Die Erzeugung der aus der Austrittsöffnung 5 austretenden Tintentröpfchen 11 erfolgt im wesentlichen analog der Tintenschreibeinrichtung nach Fig. 1.

Obwohl dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, sind darüber hinaus andere Tintenschreibeinrichtungen dieser Art bekannt, bei welcher die Tintentröpfchen fortlaufend erzeugt werden und lediglich einige Tintentröpfchen elektrostatisch aufgeladen werden, um diese aufgeladenen Tröpfchen zu Informationsaufzeichnung zu benutzen.

Wie bereits ausgeführt, werden bei diesen Tintenschreib- Aufzeichnungsverfahren die Tröpfchen aus Aufzeichnungs flüssigkeit (Tinte) in Richtung auf das Aufzeichnungsmaterial ausgestoßen, auf welchem mittels der Tintentröpfchen das Bild oder die Information aufgezeichnet werden soll. Die für diesen Zweck vorgesehene Tinte ist eine Flüssigkeit, die hauptsächlich aus einem Aufzeichnungsmittel besteht, das zumeist als Farbstoff oder Pigment bezeichnet wird; ferner ist eine flüssige Komponente bzw. ein Träger vorhanden, in welchem das Aufzeichnungsmittel gelöst oder dispergiert ist. Als dem Träger dienen zumeist Wasser oder irgendwelche geeigneten organischen Lösungsmittel oder Gemische aus Wasser mit solchen Lösungsmitteln. Darüber hinaus können solche Flüssigkeiten je nach Bedarf verschiedene Zusätze enthalten.

Wie bereits ausgeführt, sind verschiedene Tintenstrahl- Aufzeichnungssysteme bekannt. Eine der für alle diese verschiedenen Systeme gleich bedeutsamen Forderungen besteht darin, daß die Aufzeichnungsflüssigkeit wohl definierte Werte für bestimmte Eigenschaften wie etwa die Viskosität, die Oberflächenspannung und den spezifischen elektrischen Widerstand aufweisen muß, um eine sichere Tröpfchenerzeugung sowie eine gute Steuerung des Tröpfchenfluges zu gewährleisten. Zu anderen wichtigen Forderungen gehört, daß die Aufzeichnungsflüssigkeit niemals irgendwelche Feststoffe bilden darf, selbst wenn die Aufzeichnungsflüssigkeit verdampft wird; ferner darf sich die chemische Zusammen setzung der Aufzeichnungsflüssigkeit auch bei langer Lagerung oder langen Ruhepausen der Schreibeinrichtung nicht verändern. Da die Ausspritzöffnung der Tintenstrahl-Schreib einrichtung außerordentlich klein ist (zumeist bei einem Durchmesser in der Größenordnung von 10 µm) würde jeder innerhalb der Aufzeichnungsflüssigkeit gebildete Feststoff sofort die Durchlässigkeit dieser winzigen Öffnung beeinträchtigen. Im schlechtesten Fall wird dadurch die Öffnung für sämtliche Tintenstrahltröpfchen unpassierbar gemacht.

Selbst, wenn dieser schlimmste Fall (einer völligen Verstopfung) selten auftritt, führen innerhalb der Aufzeich nungsflüssigkeit gebildete Feststoffe unausweichlich zu einer Störung der Gleichförmigkeit der Tröpfchen und einer Beeinträchtigung der Flugeigenschaften der Tröpfchen, was wiederum die Aufzeichnungsgenauigkeit, die Tintenstrahl stabilität, das Strahlansprechvermögen und die kontinuierliche Aufzeichnungsfähigkeit beeinträchtigt. Eine Änderung der chemischen Zusammensetzung der Aufzeichnungsflüssigkeit bedingt darüber hinaus Änderungen der physikalischen Parameter der Tinte, nachdem diese einmal bei der Tintenherstellung auf bestimmte Werte eingestellt worden sind. Davon können wiederum nachteilige Auswirkungen auf das Aufzeichnungs vermögen, die Tintenstrahlstabilität und das Tintenstrahl- Ansprechverhalten ausgehen. Aus der bislang vorliegenden Literatur ist ersichtlich, daß ein erheblicher Bedarf nach solchen flüssigen Trägern besteht, die kaum verdampfen, sowie nach solchen Aufzeichnungsmitteln, die hohe chemische Stabilität besitzen; weiterhin besteht ein Bedarf nach Kombination von Aufzeichnungsmitteln und Träger, welche die oben genannten Nachteile nicht aufweisen.

Ferner wird für eine gute Aufzeichnungsflüssigkeit gefordert, daß das damit aufgezeichnete Bild einen ausreichend hohen Kontrast und hohe Schärfe aufweist. Zumeist tritt bei bekannten Aufzeichnungsflüssigkeiten eine vermehrte Verstopfungsgefahr der Ausspritzöffnung auf, wenn die Konzentration des Aufzeichnungsmittels innerhalb der Tinte gesteigert wird, um den Kontrast des aufgezeichneten Bildes zu verbessern. Davon ausgehend besteht bislang weiterhin ein Bedarf nach einem Aufzeichnungsmittel, das in einem flüssigen Träger hohe Löslichkeit aufweist und mit diesem zusammen eine Tinte bildet, die wiederum hohe Schärfe des aufgezeichneten Bildes gewährleistet.

Darüber hinaus muß das Bild, nachdem es einmal aufgezeichnet worden ist, gute Wasserbeständigkeit, Lichtechtheit, Wetter beständigkeit und Abriebbeständigkeit aufweisen. Demgegenüber haben jedoch bekannte Aufzeichnungsflüssigkeiten, insbesondere wenn sie wäßrige Träger benützen, den Nachteil, daß sie bei einer Benetzung des Aufzeichnungsmaterials leicht verlaufen oder durch Lichteinwirkung ausbleichen oder einem leichten mechanischen Abrieb unterliegen. Daher sucht die Fachwelt weiterhin nach verbesserten Aufzeichnungsflüssig keiten, welche diese Nachteile nicht aufweisen.

Es sind zahlreiche Anstrengungen unternommen worden, um Aufzeichnungsflüssigkeiten im Hinblick auf die oben genannten Anforderungen und Nachteile zu verbessern. Es ist jedoch bis heute immer noch nicht gelungen, solche Aufzeichnungs flüssigkeiten (Tinten) bereitzustellen, welche hinsichtlich all der oben genannten Anforderungen zufrieden stellend sind und die für die Praxis geeignet sind.

Aus der DE-OS 24 59 154 ist die Verwendung des Trisazofarb stoffes Direct Black 38 (C.I. 30235) zur Herstellung von Tinten für das Jetdruckverfahren bekannt. Die Eigenschaften dieser Tinten sind jedoch in mehrfacher Hinsicht verbesserungsbedürftig, wie sich aus dem im Anhang befindlichen Versuchsbericht ergibt.

Davon ausgehend besteht die wesentliche Aufgabe dieser Erfindung darin, eine Aufzeichnungsflüssigkeit für die Anwendung in Tintenstrahl-Aufzeichnungssystemen bereitzustellen, welche all die oben genannten Anforderungen erfüllt.

Insbesondere soll mit dieser Erfindung eine Aufzeichnungs flüssigkeit bereitgestellt werden, mit welcher die Gefahr einer Verstopfung oder Blockierung der Ausspritzöffnung sicher vermieden wird, bei welcher weiterhin keine Änderung der chemischen Zusammensetzung der Flüssigkeit hinsichtlich ihrer Qualität oder eine Ausfällung von Komponenten im Verlauf der Lagerung auftreten; weiterhin soll diese Aufzeichnungsflüssigkeit ein ausgezeichnetes Aufzeichnungs vermögen, gute Tintenstrahlstabilität und gutes Tintenstrahl-Ansprechverhalten gewährleisten.

Weiterhin soll mit dieser Erfindung eine Aufzeichnungs flüssigkeit bereitgestellt werden, mit der ein Bild mit gutem Farbton und hohem Kontrast aufgezeichnet werden kann.

Schließlich soll mit der Erfindung eine Aufzeichnungsflüssig keit angegeben werden, mit welcher aufgezeichnete Bilder erhalten werden, die ihrerseits gegenüber Wasser, Licht, Wetter und Abrieb beständig sind und die auf dem Aufzeichnungs material gut fixiert sind.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgaben und Ziele ist eine Aufzeichnungsflüssigkeit mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Fig. 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung zwei typische Beispiele für Tintenstrahl-Schreibeinrichtungen, für welche die erfindungsgemäße Aufzeichnungsflüssigkeit geeignet ist.

Die erfindungsgemäße Aufzeichnungsflüssigkeit wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert. Die erfindungsgemäße Aufzeichnungsflüssigkeit enthält als Aufzeichnungsmittel eine Farbstoffverbindung, wie sie mit den allgemeinen Strukturformeln von Anspruch 1 wiedergegeben ist. Diese Farbstoffverbindung verleiht der Aufzeichnungs flüssigkeit ein verbessertes Aufzeichnungsvermögen, sowie eine höhere Tintenstrahlstabilität, besseres Tintenstrahl ansprechverhalten, verbessertes ununterbrochenes Aufzeichnungs vermögen und ähnliche Eigenschaften. Die erfindungsgemäße Aufzeichnungsflüssigkeit ergibt scharfe und klare Bilder. Diese Aufzeichnungsflüssigkeit ist für die praktische Anwendung zur Erzeugung von Bildern geeignet, welche Wasserbeständigkeit, Lichtechtheit, Wetterbeständigkeit und Abriebbeständigkeit gewährleisten.

Der Anteil an Farbstoffverbindung in der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsflüssigkeit kann in einem relativ weiten Bereich abgewandelt werden und innerhalb dieses Bereichs zweckmäßigerweise festgelegt werden, was von solchen Faktoren beeinflußt wird, wie etwa der angestrebten Farbdichte des aufgezeichneten Bildes, der Art der benutzten Aufzeichnungseinrichtung, Art und Anteil der weiteren Bestand teile der Aufzeichnungsflüssigkeit und den angestrebten physikalischen Parametern der fertigen Aufzeichnungsflüssigkeit. Allgemein gesprochen soll der Farbstoffanteil jedoch im Bereich von 0,1 bis 20%, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 15% und besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 10% des Gesamtgewichtes der fertigen Aufzeichnungsflüssigkeit liegen.

Nachstehend werden anhand ihrer Strukturformel Beispiele für die Farbstoffverbindungen angegeben.

Unter den o.a. Verbindungen werden im Rahmen dieser Erfindung als wasserlösliche Farbstoffe vorzugsweise solche Verbindungen vorgesehen, die der nachstehenden allgemeinen Strukturformel (B) entsprechen:

wobei

Q′₃für eine substituierte oder unsubstituierte Phenyl- oder Naphthylgruppe steht; Q′₄₅für eine substituierte oder unsubstituierte 4,4′- Biphenylengruppe steht; und Q′₆für eine substituierte oder unsubstituierte Phenyl gruppe steht.

Noch weiter bevorzugt werden solche Verbindungen der allgemeinen Strukturformel (B), bei denen die mit Q′₃, Q′₄₅ und Q′₆ bezeichneten Gruppen substituiert sind, nämlich mit Hydroxyl-, Amino-, Methoxy-, Nitro- und Chlorresten, dem Natriumsulfonatrest (SO₃Na) oder ähnlichen Resten. Im einzelnen gehören zu diesen bevorzugten Farbstoffverbindungen die mit den Nummern 1, 3 bis 5, 7 bis 11, 13 bis 15, 17, 19 bis 22, 24 bis 26, 28 bis 30, 32, 34, 35, 37, 39 bis 41, 43 bis 47, 49 und 50 bezeichneten Verbindungen.

Die oben genannte Farbstoffverbindung stellt einen wesentlichen Bestandteil der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsflüssigkeit dar. Zu einem anderen wesentlichen Bestandteil der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsflüssigkeit gehört eine Träger flüssigkeit, für welche hauptsächlich Wasser vorgesehen ist; daneben kann als Trägerflüssigkeit auch ein Gemisch aus Wasser mit wasserlöslichen organischen Lösungsmitteln dienen.

Zu den für diesen Zweck geeigneten wasserlöslichen Lösungsmitteln gehören:

C₁- bis C₄-Alkylalkohole wie Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, sec-Butyl-, tert- Butyl- und Isobutylalkohol;
Amide wie Dimethylformamid und Dimethylacetamid; Ketone und Keto-Alkohole wie Aceton und Diaceton- Alkohol;
Äther wie Tetrahydrofuran und Dioxan; Polyalkylenglykole wie Polyäthylenglykol und Polypropylenglykol;
Alkylenglykol mit einer C₂- bis C₆-Alkylengruppe wie Äthylen-, Propylen-, Butylen-, Triäthylen- Glykol, 1,2,6-Hexantriol, Thiodiglykol, Hexylen glykol und Diäthylenglykol;
Glycerol;
niedere Alkyläther der Polyalkohole wie etwa Äthylen glykolmethyläther, Diäthylenglykolmethyl-(oder Äthyl)- Äther und Triäthylenglykolmonomethyl-(oder Monoäthyl)- Äther.

Unter diesen Verbindungen stellen die Polyalkohole wie etwa Diäthylenglykol sowie die niederen Alkyläther der Polyalkohole wie etwa Triäthylenglykolmonomethyl-(oder Äthyl)-Äther die bevorzugten wasserlöslichen organischen Lösungsmittel dar.

Der Anteil der oben aufgezählten wasserlöslichen organischen Lösungsmittel an der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsflüssigkeit macht 5 bis 95%, vorzugsweise 10 bis 80% und besonders bevorzugt 20 bis 50% des Gesamtgewichts der fertigen Aufzeichnungsflüssigkeit aus.

In diesem Sinne kann auch der Wasseranteil der Aufzeichnungs flüssigkeit in einem weiten Bereich vorgesehen werden und wird durch solche Faktoren beeinflußt, wie etwa der Art des zusätzlich vorgesehenen Lösungsmittels, der Zusammensetzung der Aufzeichnungs flüssigkeit und den angestrebten physikalischen Parametern der fertigen Aufzeichnungsflüssigkeit. Der Wasseranteil beträgt 10 bis 90%, vorzugsweise 10 bis 70% und besonders bevorzugt 20 bis 70% des Gesamtgewichtes der fertigen Aufzeichnungsflüssigkeit.

Die aus den o.a. Komponenten hergestellte, erfindungsgemäße Aufzeichnungsflüssigkeit, weist einen guten Ausgleich ihrer Eigenschaften und insgesammt gesehen verbesserte Eigenschaften hinsichtlich dem Aufzeichnungsvermögen (Signal-Ansprechverhalten, Stabilität der Tröpfchenbildung, Stabilität des Tröpfchenstrahles, Fähigkeit zur ununterbrochenen Aufzeich nung über eine lange Zeitspanne, Stabilität des Tröpfchen strahles auch nach langer Ruhepause des Gerätes und dgl.) sowie hohe Lagerfähigkeit und gutes Fixiervermögen am Auf zeichnungsmaterial auf; die mittels dieser Aufzeichnungs flüssigkeit aufgezeichneten Bilder gewährleisten Lichtecht heit, sowie Wetter- und Wasserbeständigkeit.

Darüber hinaus können jedoch die Eigenschaften der Aufzeichnungs flüssigkeit durch Zugabe bestimmter Zusätze noch weiter verbessert werden.

Der Zusatz eines stickstoffhaltigen, heterocyclischen Ketones zu der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsflüssigkeit bewirkt eine noch weitere Verbesserung des Aufzeichnungsvermögens, insbesondere der Tintenstrahl-Stabilität, des Tintenstrahl- Ansprechverhaltens und der ununterbrochenen Aufzeichnungs dauer, sowie der Schärfe, der Wasserbeständigkeit, der Licht echtheit, der Wetterbeständigkeit und der Abriebbeständigkeit des aufgezeichneten Bildes.

Als stickstoffhaltiges, heterocyclisches Keton werden bevorzugt fünfgliedrige Ringverbindungen wie etwa Pyrrolidone oder Imidazolidone eingesetzt; insbesondere erweist sich N-Methyl-2-pyrrolidon und 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon als sehr geeignet für die Zwecke dieser Erfindung im Hinblick auf die vielseitige Anwendbarkeit sowie der angestrebten Eigenschaften der fertigen Aufzeichnungsflüssigkeit.

Der Anteil an diesem Zusatz (soweit er vorgesehen wird) kann in Abhängigkeit solcher Faktoren wie den angestrebten Eigenschaften der fertigen Aufzeichnungsflüssigkeit, der Art der anderen Bestandteile und dgl. vorgesehen werden; vorzugsweise soll der Anteil an diesem Zusatz zumeist 2 bis 90%, vorzugsweise 3 bis 70% und besonders bevorzugt 3 bis 50% des Gesamtgewichts der fertigen Aufzeichnungs flüssigkeit ausmachen.

Darüber hinaus können noch die üblichen Additive zur Einstellung der physikalischen Eigenschaften der Aufzeichnungsflüssigkeit zugesetzt werden, insbesondere Mittel zur Steuerung der Viskosität der Oberflächenspannung, und falls erforderlich, des spezifischen Widerstandes, sowie Mittel zur Einstellung des pH-Wertes, Netzmittel, vor Verrottung schützende Mittel und gegen Mikroorganismen wirksame Mittel.

Sofern angestrebt wird, das Filmbildungsvermögen der an dem Aufzeichnungsmaterial haftenden Tintentröpfchen zu verbessern und insbesondere die Filmfestigkeit zu steigern, und kann der Aufzeichnungsflüssigkeit auch ein wasserlösliches, polymeres Kunstharz zugesetzt werden.

Typischerweise sollten die Werte dieser physikalischen Eigenschaften innerhalb der in der nachstehenden Tabelle 1 angegebenen Bereiche liegen.

Tabelle 1

Wie bereits oben ausgeführt, kann die erfindungsgemäße Aufzeichnungsflüssigkeit in verschiedenen Typen von Tinten strahl-Schreibeinrichtungen verwendet werden, wobei der Auf zeichnungsflüssigkeit jeweils die zweckmäßigsten physikalischen Eigenschaften für das jeweilige Aufzeichnungssystem erteilt werden.

Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Aufzeichnungs flüssigkeit in solchen Aufzeichnungssystemen angewandt werden, wie sie mit Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 erläutert worden sind. Ferner kann diese Aufzeichnungsflüssigkeit auch in solchen Tintenstrahl-Schreibeinrichtungen verwendet werden, bei welchen die Tintentröpfchen mittels elektrostatischer Anziehungskraft erzeugt werden.

Die nachstehenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung, ohne diese einzuschränken.

Beispiel 1

Aus den nachstehenden drei Komponenten

67 Gew.-Teile entsalztes Wasser,
30 Gew.-Teile Glyzerol,
3 Gew.-Teile Farbstoff Nr. 13

wurde durch sorgfältiges Vermischen eine Lösung gebildet. Die erhaltene Lösung wurde mittels Druckanwendung durch ein Teflon-Filter (Porendurchmesser 1 µm) filtriert und anschließend das Filtrat dem von einer Vakuumpumpe erzeugten Unterdruck ausgesetzt. Die danach erhaltene Flüssigkeit wird als Tinte (I) bezeichnet.

Mit dieser Tinte (I) wurden Aufzeichnungsprüfungen durchgeführt, um deren Brauchbarkeit hinsichtlich der nachstehenden vier Punkte T₁ bis T₄ zu ermitteln. Zur Durchführung dieser Prüfungen wurde die mit Fig. 2 dargestellte Aufzeichnungseinrichtung verwendet (Durchmesser der Aus trittsöffnung 60 µm; Treiberspannung des Piezo-Oszillators 50 V; Frequenz 10 kHz). Hinsichtlich sämtlicher der nach stehend aufgeführten vier Punkte wurden gute Ergebnisse erhalten.

T₁) Langzeit-Aufbewahrbarkeit der Tinte

Hierzu wurde die Tinte (I) in einen Glasbehälter gefüllt, und dieser verschlossen. Daraufhin wurde der Behälter mit der eingeschlossenen Tinte 6 Monate lang bei 0°C sowie bei 40°C aufbewahrt. Nach dieser Aufbewahrdauer wurde die Tinte (I) sorgfältig untersucht. Es konnte keinerlei Änderung hin sichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften festgestellt werden. Dies schließt auch den Farbton der Tinte ein. Ferner konnte keinerlei Abscheidung unlöslicher Materialien innerhalb der Flüssigkeit festgestellt werden.

T₂) Tintenstrahl-Beständigkeit

Zur Prüfung wurde die Tinte ununterbrochen 24 h lang aus einer Ausspritzöffnung ausgespritzt. Die entsprechende Aufzeichnung konnte mit guten Erfolg von Beginn bis Ende dieser ununterbrochenen Aufzeichnungsdauer durchgeführt werden.

T₃) Tintenstrahl-Ansprechverhalten

Nach einem Versuch erfolgte ein intermittierendes Aus spritzen der Tinte bei Intervallen von 2 s. Nach einem weiteren Versuch erfolgte das Ausspritzen der Tinte nach einer Ruhepause der Einrichtung von einem Monat. In beiden Fällen konnte eine gleichförmige und beständige Aufzeichnung durchgeführt werden.

T₄) Qualität des aufgezeichneten Bildes

Das aufgezeichnete Bild war klar und scharf und wies eine hohe Farbdichte auf. Die Abnahme der Farbdichte nach drei Monate langer Einwirkung von Raumlicht auf das aufgezeichnete Bild war kleiner als 1%. Nachdem das aufgezeichnete Bild 1 min lang in Wasser eingetaucht worden war, konnte lediglich ein sehr geringes Verlaufen des Bildes festgestellt werden.

Beispiele 2 bis 51

Die Durchführung dieser Beispiele erfolgte im wesentlichen analog zu Beispiel 1; Abweichungen waren lediglich hinsichtlich der Zusammensetzung der Aufzeichnungsflüssigkeit vorgesehen, wie nachstehend in Tabelle 2 angegeben ist; die in Klammern angegebenen Werte beziehen sich auf den Gew.-%- Anteil der jeweiligen Komponente.

Sämtliche angegebenen Tintenzusammensetzungen ergaben gute Ergebnisse hinsichtlich der Aufzeichnungseigenschaften, der Fixierung des aufgezeichneten Bildes und der Schärfe dieses Bildes.

Besonders gute Ergebnisse wurden mit den Tinten der Beispiele 2, 3, 5, 17, 23, 33, 39, 43, 47 und 50 erhalten.

Tabelle 2

Beispiel 52 bis 60

Aus den nachstehend in Tabelle 3 im einzelnen aufgeführten Komponenten wurde durch sorgfältiges Vermischen in einem Behälter eine Lösung erzeugt. Die erhaltene Lösung wurde mittels Druckanwendung durch ein Teflon-Filter (Teflon steht für Polytetra fluoräthylen) mit einem Porendurchmesser von 1 µm filtriert. Das Filtrat wurde der Unterdruckeinwirkung einer Vakuumpumpe ausgesetzt. Die danach erhaltene Aufzeichnungsflüssigkeit wird als Tinte (II) bezeichnet.

Analog zu Beispiel 1 wurden mit dieser Tinte (II) die Prüfungen zu den oben auf den Seiten 97 und 98 angegebenen Punkten T₁ bis T₄ durchgeführt. Die Schreibeinrichtung entsprach der Ausführungsform nach Fig. 2 (Durchmesser der Austrittsöffnung 60 µm; Treiberspannung des Piezoelementes 50 V; Frequenz 10 kHz). Mit der Tinte (II) wurden hinsichtlich sämtlicher Prüfungen gute Ergebnisse erhalten.

Die in Tabelle 3 in Klammern gesetzten Angaben betreffen den Anteil der jeweiligen Komponente in Gew.-% an der fertigen Aufzeichungs flüssigkeit.

Tabelle 3

Mit den in obiger Tabelle aufgeführten Tinten wurden die Prüfungen zu den Punkten T₁ bis T₄ durchgeführt. In jedem Falle wurden hinsichtlich solcher Eigenschaften wie Aufbewahrbarkeit der Tinte, gute Tinten strahlerzeugung und Qualität des aufgezeichneten Bildes gute Ergebnisse erhalten. Insbesondere mit den Tinten der Beispiele 52, 55 und 56 wurden sehr scharfe und rein schwarze aufgezeichnete Bilder erhalten. Dies beruht darauf, daß die Löslichkeit der in diesen Beispielen verwendeten Farbstoffe hoch ist, so daß eine höhere Farbstoffkonzentration innerhalb der Trägerflüssigkeit möglich ist, ohne daß dadurch die Beständigkeit während der Lagerung der fertigen Tinte beeinträchtigt wird.

Beispiel 61

Aus den nachstehenden vier Komponenten

3 Gew.-Teile Farbstoff Nr. 17,
30 Gew.-Teile Diäthylenglykol,
10 Gew.-Teile 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, und
57 Gew.-Teile entsalztes Wasser

wurde durch sorgfältiges Vermischen in einem Behälter eine Lösung hergestellt. Die erhaltene Lösung wurde durch ein Teflon-Filter (Porendurchmesser 1 µm) mittels Druckanwendung filtriert. Das Filtrat wurde dem von einer Vakuumpumpe erzeugten Unterdruck ausgesetzt. Die danach erhaltene Aufzeichnungsflüssigkeit bildete die Tinte (III). Mit dieser Tinte wurden analog zu Beispiel 1 die Prüfungen zu den angegebenen Punkten T₁ bis T₄ durchgeführt. Die Schreibeinrichtung entsprach der Ausführungsform nach Fig. 2 (Durchmesser der Austritts öffnung 65 µm; Treiberspannung des Piezoelementes 60 V; Frequenz 3 kHz. Mit der Tinte (III) wurden hinsichtlich sämtlicher Prüfungen gute Ergebnisse erhalten. Bei der Prüfung zu Punkt T₁ erfolgte die Aufbewahrung bei 0°C sowie bei 50°C.

Beispiele 62 bis 85

Im wesentlichen analog zu Beispiel 61 wurden eine Anzahl Aufzeichnungsflüssigkeiten hergestellt; abweichend wurden zur Herstellung die in der nachfolgenden Tabelle 4 angegebenen Komponenten verwendet; die in Klammern gesetzten Angaben betreffen den Anteil (Gew.-%) der jeweiligen Komponente an der fertigen Aufzeichnungsflüssigkeit. Die Prüfung dieser Tinten hinsichtlich der Punkte T₁ bis T₄ erfolgte analog zu Beispiel 61 und erbrachte in jedem Falle gute Ergebnisse.

Tabelle 4

Tabelle 5

Versuchsbericht (nachgereicht am 17. 12. 1985)

Die erfindungsgemäß verwendeten Farbstoffe Nr. 153 und 157 werden mit Direktschwarz 38 C.I. 30 235 verglichen.

Hierzu werden Strahldrucktinten der folgenden Zusammensetzung hergestellt:

Tinte A

Wasser60 Gew.-Teile Diäthylenglykol30 Gew.-Teile N-Methyl-2-pyrrolidon10 Gew.-Teile Farbstoff Nr. 13 3 Gew.-Teile

Tinte B

Wasser10 Gew.-Teile Diäthylenglykol30 Gew.-Teile N-Methyl-2-pyrrolidon10 Gew.-Teile Farbstoff Nr. 17 3 Gew.-Teile

Tinte C

Wasser60 Gew.-Teile Diäthylenglykol30 Gew.-Teile N-Methyl-2-pyrrolidon10 Gew.-Teile Direktschwarz 38 C.I. 30 235 3 Gew.-Teile

Mit diesen Tinten werden folgende Tests T-1 bis T-3 durchgeführt.
T₁:Es wird eine Aufzeichnungsvorrichtung mit einem nach Bedarf arbeitenden Aufzeichnungskopf verwendet, bei dem die Aufzeichnungsflüssigkeit unter Einwirkung eines Piezooszillators (Düsendurchmesser 50 µm, Piezooszillator-Steuerspannung 50 V und Frequenz 5 kHz) in Form von Tröpfchen verspritzt wird. Die Stabilität des Strahlvorgangs wird beobachtet. In beiden Fällen ergibt sich bei Raumtemperatur, 5°C bzw. 40°C (Feuchtigkeit 30 Prozent) ein stabiles Abgabe verhalten bei 48-stündigem, kontinuierlichem Betrieb. T₂:Unter Verwendung der vorstehend genannten Vorrichtung und unter Einhaltung der vorstehend genannten Bedingungen werden intermittierende Tintenstrahlversuche durchgeführt. Dabei folgt nach einem 1-ständigem Spritzvorgang jeweils eine Pause von 23 Stunden. Dieser Zyklus wird 10 mal wiederholt. In keiner Phase kommt es zu Verstopfungen der Düsen, vielmehr ist ein stabiler Betrieb gewährleistet. T₃:Die vorstehend genannten Aufzeichnungsflüssigkeiten werden in Glasbehälter abgefüllt. Die verschlossenen Behälter werden 6 Monate bei 60°C gelagert. Nach dieser Lagerungszeit werden die Aufzeichnungsflüssigkeiten gründlich untersucht. Es lassen sich weder Farbänderungen oder ein Verblassen der Farbe noch eine Niederschlagsbildung feststellen.

Die Ergebnisse sind nachstehend zusammengestellt.

Test T-1

Mit den Tinten A und B ist unter sämtlichen in Frage kommenden Bedingungen ein 48-stündiger kontinuierlicher Aufzeichnungs betrieb möglich, während bei der Tinte C jeweils nach spätestens 12 Stunden eine Unterbrechung des Aufzeichnungs betriebs erfolgt.

Test T-2

Während es bei den Tinten A und B zu keinerlei Verstopfungen der Düsen kommt, ist bei Verwendung der Tinte C eine Wiederauf nahme des Aufzeichnungsvorgangs nach der Aufzeichnungs pause wegen zwischenzeitlich erfolgter Verstopfungen der Düsen nicht möglich.

Test T-3

Bei den Tinten A und B ergeben sich weder Farbänderungen oder ein Verblassen der Farbe noch eine Niederschlagsbildung, während es bei der Tinte A zu einer starken Nieder schlagsbildung kommt.

Die erfindungsgemäßen Tinten A und B sind somit in ihrem Aufzeichnungsverhalten der herkömmlichen Tinte C einwandfrei überlegen.

Claims

1. Jetdrucktinte, bestehend aus

- Wasser in einer Menge von 10-90 Gew.-% des Gesamtge wichts der Tinte oder
- Gemischen aus Wasser und wasserlöslichen organischen Lösungsmitteln, wobei der Anteil der organischen Lösungsmittel 5-95 Gew.-% des Gesamtgewichts der Tinte beträgt,
- mindestens einem Azofarbstoff und
- ggf. weiteren Zusätzen zur Einstellung von Viskosität, Oberflächenspannung, pH-Wert und Widerstand sowie Detergentien und Konservierungsmittel,

dadurch gekennzeichnet, daß es sich beim Azofarbstoff um eine Verbindung der allgemeinen Formel (A) handelt, wobeiQ₃ und Q₆jeweils für eine substituierte oder unsubstituierte Phenyl- oder Naphthylgruppe stehen; Q₄ und Q₅jeweils für eine substituierte 1,4-Phenylen- oder 1,4-Naphthy lengruppe stehen; R₅ und R₆jeweils für einen Wasserstoff-, Hydroxyl- oder Aminorest stehen R₇ und R₈jeweils für einen Wasserstoff- oder einen Sulforest in der Form des Natriumsalzes oder eines quaternären Ammoniumsalzes stehen; und nden Wert 0 oder 1 hat,in einer Konzentration von 0,1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte.

2. Aufzeichnungsflüssigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein stickstoffhaltiges, heterocyclisches Keton in einer Konzen tration von 2 bis 90 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Aufzeichnungsflüssigkeit enthält.

3. Aufzeichnungsflüssigkeit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem stick stoffhaltigen, heterocyclischen Keton um einen 5-gliedrigen Ring handelt.

4. Aufzeichnungsflüssigkeit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem stickstoff haltigen, heterocyclischen Keton um N-Methyl-2-pyrrolidon oder 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon handelt.