DE3401982A1 - Waessrige tinte fuer den tintenstrahldruck und tintenstrahl-aufzeichnungsverfahren - Google Patents

Waessrige tinte fuer den tintenstrahldruck und tintenstrahl-aufzeichnungsverfahren

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DE3401982A1 DE19843401982 DE3401982A DE3401982A1 DE 3401982 A1 DE3401982 A1 DE 3401982A1 DE 19843401982 DE19843401982 DE 19843401982 DE 3401982 A DE3401982 A DE 3401982A DE 3401982 A1 DE3401982 A1 DE 3401982A1
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Description

PATENTANWÄLTE
dr. V. SCHMIED-KOWARZIK · dr. P. WEINHOLD · dr. P. BARZ · München DIPL.-INC. G. DANNENBERG · dr. D. GUDEL- dipl-ing. S. SCHUBERT · Frankfurt
ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT
SIEGFRIEDSTRASSE β « βΟΟΟ MÖNCHEN *O
TELEFONi (089) 335024 + 335025 TELEGRAMME; WIRPATENTE TELEXt 5215679
RFP-92D DP83-168
Ricoh Company, Ltd.
3-6, Nakamagome, 1-chome
Ohta-ku
Tokyo
Japan
WÄSSRIGE TINTE FÜR DEN TINTENSTRAHLDRUCK UND TINTENSTRAHL-AUFZEICHNUNGSVERFAHREN
" Wäßrige Tinte für den Tintenstrahldruck und Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren "
Auf dem Gebiet des Tintenstrahldrucks befassen sich die neueren Entwicklungen mit einer verbesserten Reproduktion von Farbbildern. Verschiedene Untersuchungen dienten der Entwicklung von Tinten zur Reproduktion der drei Grundj farben, d.h. Cyan, Magenta und Gelb. Derzeit steht noch keine zufriedenstellende Magentatinte zur Verfügung, die für den Tintenstrahldruck ausreichend hohe Wasser- und
j is Lichtbeständigkeit aufweist. Herkömmliche Magentatinten, die z.B. CI. Säure-Rot 52 oder CI. Säure-Rot 227 enthalten, ergeben einen nur schlechten Farbton und besitzen keine ausreichend hohe Lichtbeständigkeit. Magentatinten, die CI. Säure-Rot 92 oder CI. Säure-Rot 94 enthalten, haben den Nachteil, daß damit hergestellte Bilder nur geringe Licht- und Wasserbeständigkeit aufweisen.
Da noch keine Magentatinte zur Verfügung steht, die einen perfekten Magenta-Farbton ergibt, war es bisher notwendig, aus der Vielzahl von Magentatinten jene auszuwählen, die dem idealen Magentaton am nächsten kam. Manchmal war es notwendig, spezielle Farbkorrektoren durchzuführen, um Magentabilder mit gut ausgewogenem Farbton zu erhalten.
Unter den Gelb-, Magenta- und Cyanfarbstoffen haben Magenta-Farbstoffe im allgemeinen ein spezifisches Reflexionsspektrum und daraus hergestellte Bilder bleichen beim Belichten beträchtlich oder verschwinden vollständig, wodurcl die Bilddichte wesentlich abnimmt und das Farbgleichge-
35 wicht der Farbbilder gestört wird»
Zur Erzeugung einer idealen Magentafarbe mit einem Magenta-Farbstoff ist es notwendig, daß der Farbstoff Licht in zwei getrennten Reflexionsbanden ausreichend reflektiert,
, nämlich in einer Bande von 400 bis 500 nm und einer Bande !
j von 600 bis 700 nm, wobei die Lichtreflexion in diesen j ! ίο beiden Banden gut ausgewogen sein muß. Aufgrund ihrer ehe- j
j ;
; mischen Struktur erfüllen jedoch Magenta-Farbstoffe diese ■ j Anforderungen kaum. Die Unausgewogenheit der Lichtreflexion J in den beiden Bandenbereichen verursacht rötliche oder bläuliche Bilder. Ferner weisen Farbstoffe, die einen ι
is Magenta sehr ähnlichen Farbton ergeben, gespannte chemische Bindungen im Molekül auf, so daß sie gegenüber äußeren Einflüssen wie z.B. Licht sehr empfindlich sind und ihre Struktur verändert oder zerstört werden kann, was zu einem leichteren Ausbleichen der Magenta-Farbbilder im Vergleich zu anderen Farbstoffbildern führt.
Um diese Nachteile herkömmlicher Magentatinten, insbesondere für den Tintenstrahldruck, zu beheben, sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, z.B. eine Farbkorrektur, eine spezielle Auswahl der Tintenkomponenten oder die kombinierte Verwendung eines speziellen Aufzeichnungsmaterials Bisher ist jedoch noch keine Magentatinte entwickelt worden, die den praktischen Anforderungen für den Tintenstrahldruck genügt.
Eine Tinte für den Tintenstrahldruck muß folgenden Bedingungen genügen, um ausgezeichnete Ergebnisse zu ermöglichen 1. Im Hinblick auf die Tintentröpfchenbildung und die Richtungskontrolle des Tintentröpfchenstrahls müssen ihre Viskosität, Oberflächenspannung, spezifische elektrische Leitfähigkeit und Dichte innerhalb bestimmter geeigneter Bereiche liegen.
2. Es dürfen sich keine Niederschläge aufgrund von Koagulation, Ausfällung, chemischer Veränderung wenig löslicher Komponenten oder anderer Ursachen aus der Tinte abscheiden, wenn diese längere Zeit kontinuierlich verwendet oder gelagert wird oder wenn das Gerät längere Zeit abgeschaltet ist. In diesen Fällen dürfen sich auch die physikalischen Eigenschaften der Tinte nicht auf andere Weise ändern. Wenn die aus der Tinte abgeschiedenen festen Komponenten oder viskosen Materialien um die Düsen haften bleiben oder wenn sich die physikaiischen Eigenschaften der Tinte ändern und von den physikalischen Eigenschaften zum Zeitpunkt ihrer Herstellung abweichen, lassen sich die gewünschte Druckqualität, Tintenejektionsstabilität und Tintenejektions· empfindlichkeit nicht erzielen, da die Tintenejektion im allgemeinen aus Düsen mit einem Durchmesser von etwa 10 bis 60 μΐη erfolgt.
3. Die Tinte muß geeignet hohen Kontrast und Klarheit des Bildes ermöglichen. Bei herkömmlichen Tinten werden der Kontrast und die Klarheit der Bilder dadurch verbessert, daß man den Farbstoffgehalt der tfinte erhöht. Hierdurch verstopfen jedoch auch die Düsen leichter. Es besteht daher Bedarf an Farbstoffen, die in dem Tinten-Lösungsmittel gut löslich sind und einen hohen Extinktionskoeffizienten aufweisen. Derartige Farbstoffe stehen jedoch nicht zur Verfügung.
4. Die mit der Tinte erzeugten Bilder müssen schnell trocknen. In herkömmlichen Tinten ist eine relativ
große Menge eines Anfeuchtmittels enthalten, um zu verhindern, daß die Düsen von getrockneter Tinte verstopft
5.
- 1X) -
ΛΑ
werden, wenn die Aufzeichnungsvorrichtung längere Zeit abgeschaltet ist. Aufgrund der Verwendung hoher Anfeuchtmittelmengen wird ein Spezialpapier benötigt, das die Tinte gut und schnell absorbiert und die erzeugten Bilder schnell trocknet. Auf dem Spezialpapier breiten sich jedoch die erzeugten Bilder aus und selbstverständlich kann kein anderes Papier, z.B. Normalpapier, eingesetzt werden.
Die Tinte muß Bilder ergeben, die klar und beständig gegen Wasser, Licht und physikalische Abnutzung sind.
Es sind zwar bereits zahlreiche Magentatinten für den Tintenstrahldruck vorgeschlagen worden, jedoch erfüllt keine die oben genannten Anforderungen in ausreichender Weise.
Ziel der Erfindung ist es daher, eine wäßrige Magentatinte für den Tintenstrahldruck bereitzustellen, die den genannten Anforderungen genügt, d.h. die Düsen nicht verstopft, keine Qualitätsänderung erfährt oder Niederschläge abscheidet,wenn sie längere Zeit gelagert wird, sondern ausgezeichnete Tintenejektionsstabilität zeigt, gute Tintenejektionsempfindlichkeit besitzt, allenfalls geringe Änderungen der physikalischen Eigenschaften zeigt, wenn sie längere Zeit unter kontinuierlicher Rezirkulation oder intermittierend eingesetzt wird, und ausgezeichnete Bilder ergibt, die sich nicht ausbreiten und überlegene Wasser- und Lichtbeständigkeit, hohe Schärfe und Bilddichte aufweisen.
Ziel der Erfindung ist weiter die Schaffung eines Tinten-
I -M-
strahl-Aufzeichnungsverfahrens unter Verwendung dieser wäßrigen Tinte, das bei der Bilderzeugung eine perfekte Magenta-Reproduktion ermöglicht, wobei Magentabilder mit hoher Wasser- und Lichtbeständigkeit entstehen.
10 Gegenstand der Erfindung ist eine wäßrige Magentatinte, j die mindestens einen wasserlöslichen Farbstoff der folj genden Formel, Wasser und ein Anfeuchtmittel sowie gegebenenfalls andere Additive enthält.
1 2 3
wobei R Wasserstoff oder Alkyl bedeutet, R und R
oder ~[ (^)}( ^f-(SO3" M+ )n
bedeuten, worin R eine Alkyl- oder Aminogruppe ist, m den Wert 0, 1, 2 oder 3 und η den Wert 0, 1 oder 2 haben, R Alkyl oder Halogen ist, ρ den Wert 0, 1 oder 2 hat,
R SO3 oder COO bedeutet, R Wasserstoff, -SO3 M oder
Halogen ist, q den Wert 0, 1 oder 2 hat und M+ein Alkalimetall-, Amin- oder Ammoniumkation ist.
Die Alkylgruppen enthalten vorzugsweise 1 bis 6, insbesondere 1 bis 4 Kohlenstoffatome.
- te -
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, bei dem Bilder unter Verwendung der genannten wäßrigen Tinte auf einem Aufzeichnungsmaterial erzeugt werden, das mindestens eine der folgenden Komponenten enthält:
wasserlösliche Metallsalze von 2- oder mehrwertigen Metallen, Alkylaminsalze, quaternäre Ammoniumsalze, Verbindungen mit zwei oder mehr Aminogruppen, Verbindungen mit zwei oder mehr Amidogruppen und/oder basische polymere Materialien.
In der folgenden Tabelle I sind spezielle Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare wasserlösliche Farbstoffe genannt:
- to -
Tabelle I
CH3
.NH
SOlM+
CH3
SO3 (1)
?H
• CH3
MOjS
CH3
H H3C
SO^M+
SO1
NH2
(3)
(4)
CH3
(5)
SO3Na
CH3
MO3S
CH3
SO" M+
.CH3
so,
SO3Na
C11H9
MtT3S
SO^M
SOlM+
CfHa
HN
CuH9
ΟΜ
(6)
(7)
(8)
(9)
CH3
MO3S
CH3
N ^ /\ /O
CH3 "^^C
- te - 4t
CH,
H3C
S03
(10)
(ID
SO3M (12)
CH 3
(13)
CH,
HN
!H3
0"3M+ (14)
Ci.
O3 Cl
CH3
CH3
CH3
CH 3
CH3
SO~ M
(15)
(16)
(17)
SO3M
In den Formeln (1) bis (17) kann M+ z.B. Na+, Li , K+, -AH(CH2CH2OH)3, -NH(CH3J3, -NH(C2H5J3 oder -NH4 + sein, wobei M+ bei jedem Farbstoffmolekül gleich oder verschieden sein kann.
- ί> -Al
CH 3
HN
LiO3S
CH3
LiO3S
.NH CH3
(SO3Li)2 (18)
S03 CH3
NaO3S
SO3Na (19)
NH2
NH2
NaO3S
NH2
SO3Na (20)
NaO3S
SO
CH 3
CH3
O3Li
(21)
C.H.
SO3Na)2 "(22)
A<\
CH3
CH3
KO 3
HN^ /\ ^O
CH3
SO3K
CH3
S03
O3K (23)
C3H7
NaOaS
C3H7
CH3
(LiO,S) j
HN
CH3 G3H7
NH
SO3Na (24)
0 Γ
OsNa
CH3
SO3Li
SO3Na
SO3Na (25)
(26)
Κ,Λ.η >. wju
Die erfindungsgemäß verwendeten wäßrigen Magenta-Farbstoffe haben folgende Eigenschaften:
(1) Bei der GATF-Farbbewertung haben· die Farbstoffe einen Farbtonfehler von 45° und einen Graugrad von 35 oder weniger. Diese Werte bedeuten, daß die erfindungsgemäß verwendeten Farbstoffe einen Farbton aufweisen, der dem idealen Magenta-Farbton sehr nahe kommt.
(2) Sie sind sehr gut löslich in (i) mehrwertigen Alkoholen und deren Alkylethern, die als Anfeuchtmittel in der erfindungsgemäßen Tinte verwendet werden, sowie in (ii) Wasser, das einer der Hauptbestandteile der erfindungsgemäßen Tinte ist. Aufgrund dieser hohen Löslich keit in mehrwertigen Alkoholen, deren Alkylethern und Wasser wird eine zuverlässige Tintentröpfchenejektion erzielt . Die maximale Löslichkeit der Farbstoffe in reinem Wasser beträgt 18 Gewichtsprozent oder mehr und die maximale Löslichkeit in Diethylenglykol 15 Gewichtsprozent oder mehr.
(3) Obwohl die erfindungsgemäß verwendeten Farbstoffe Xanthenfarbstoffe sind, besitzen die damit erzeugten Bilder hohe Lichtbeständigkeit. Beispielsweise beträgt der Intensitätsverlust - bei 6stündigem Belichten mit einer Kohlenbogenlampe nur 5 % oder weniger.
(4) Bedruckt man mit den Farbstoffen ein Aufzeichnungsmaterial, das mindestens eine der folgenden Komponenten enthält: Wasserlösliche Metallsalze von 2- oder mehrwertigen Metallen, Alkylaminsalze, guaternäre Ammoniumsalze, Verbindungen mit zwei oder mehr Aminogruppen,
. Verbindungen mit zwei oder mehr Amidogruppen und/oder basische polymere Materialien, werden Bilder von ausgezeichneter Wasserbeständigkeit erhalten. Taucht man die Bilder z.B. 1 Minute in Wasser von 300C, beträgt j der Intensitätsverlust nur 3 % oder weniger.
Die erfindungsgemäße Tinte enthält einen Farbstoff der J oben genannten Formel, Wasser und ein Anfeuchtmittel. Ge-J gebenenf alls können auch wasserlösliche Konservierungsmittel und Antischimmelmittel, Mittel zur Erhöhung der Löslichkeit des Farbstoffs in dem Tinten-Lösungsmittel, pH-Regler, Viskositätsregler und andere Additive zugesetzt werden.
Als Anfeuchtmittel eignen sich z.B. mehrwertige Alkohole und Alkylether von mehrwertigen Alkoholen. Die Anfeuchtmittelmenge beträgt vorzugsweise 5 bis 30 Gewichtsprozent der Tinte.
Beispiele für geeignete mehrwertige Alkohole sind Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin, Polyethylenglykol und Polypropylenglykol.
Beispiele für geeignete Alkylether von mehrwertigen Alkoholen sind Ethylenglykolmonoethylether, Ethylenglykolmonobutylether, Diethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonoethylether, Diethylenglykolmonobutylether, Triethylenglykolmonomethylether und Triethylenglykolmonoethylether.
Glycerin und Diethylenglykol sind besonders bevorzugte Anfeuchtmittel, wobei ein Mischungsverhältnis von Glycerin zu Diethylenglykol im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 5 besonders bevorzugt ist, da dann die ursprünglichen Eigenschaften der Tinte lange Zeit bei kontinuierlicher Verwendung
oder Lagerung oder während des Abschalten des Gerätes beibehalten werden, Hierdurch erzielt man eine zuverlässige Tintentröpfchenstabilität und. Tintentröpfchen-Ejektionsempfindlichkeit der Tinte, selbst nach längerem
Abschalten des Gerätes. 10
Dem Gemisch aus Glycerin und Diethylenglykol können ein oder mehrere der genannten anderen Anfeuchtmittel zugesetzt werden. In diesem Fall beträgt die Maximalmenge des zugesetzten Anfeuchtmittels vorzugsweise 4Ö Gewichtsprozent des Gemisches aus Glycerin und Diethylenglykol.
Beispiele für wasserlösliche Konservierungsmittel und Antischimmelmittel sind 2,2-Dimethyl-6-acetoxydioxan-1,3, Natriumdehydroacetat, Butyl-p-hydroxybenzoat, Kaliumsorbat, 2-Pyridinthiol-i-oxid-Natriumsalz, anionische Tenside, Deltop 33 (von der Takeda Chemical Industries Ltd.) und Hokucide LX-2 (von der Hokko Chemical Industry Co., Ltd.).
Erfindungsgemäß wird Wasser als Hauptlösungsmittelkomponente verwendet, wobei die folgenden Mittel zur Erhöhung der Löslichkeit der farbstoffe in dem Tinten-Lösungsmittel mit Wasser vermischt werden können: Aminderivate, wie Triethanolamin, stickstoffhaltige Heterocyclen, wie N-Methy1-2-pyrrolidon, 2-Pyrrolidon oder 1,3-Dimethylimidazolidinon, intermolekulare Ester von Hydroxycarbonsäuren, wie Valerolacton und Caprolacton, und Cellosolveacetate, wie Ethylenglykolmonomethyletheracetat.
Als gegebenenfalls verwendete Viskositätsregler eignen sich beliebige, für diesen Zweck bekannte Chemikalien, sofern sie die verwendeten Lösungsmittel und Farbstoffe nicht beeinträchtigen. Spezielle Beispiele sind Polyvinyl-
alkohol, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Methy!cellulose, wasserlösliche Acrylharze, Gummiarabicum, Dextrin, Casein, Pektin, Traganthgummi und Polyvinylpyrrolidon.
Als gegebenenfalls verwendete pH-Regler eignen sich beliebige Materialien, solange sie keinen schädlichen Einfluß auf die Tinte haben und deren pH im Bereich von 9,0 bis 11,0 halten. Beispiele für pH-Regler sind Amine, wie Diethanolamin und Triethanolamin, Alkalimetallhydroxide, wie Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid, Ammoniumhydroxid, und Alkalimetallcarbonate, wie Lithiumcarbonat, Natriumcarbonat und Kaliumcarbonat.
Als weitere Additive können z.B. Leitfähigkeitszusätze verwendet werden, die die spezifische elektrische Leit-
—1 —1 fähigkeit der Tinte über 1 irufL. .cm bei 250C halten. Beispiele für derartige Leitfähigkeitszusätze sind anorganische Salze, wie Kaliumchlorid, Ammoniumchlorid, Natriumsulfat und Natriumcarbonat, sowie wasserlösliche Amine, wie Triethanolamin.
Ferner können Chelatbildner zugesetzt werden, z.B. Natriumethylendiamintetraacetat, Trinatriumnitrilotriacetat, Hydroxyethylethylendiamintrinatriumacetat, . Diethylentriaminopentanatriumacetat und Uramildinatriumacetat.
Als Korrosionsschutzmittel für die Düsen können z.B. saure Sulfite, Natriumthiosulfat, Ammoniumthioglykolat, Diisopropylammoniumnitrit, Pentaerythrittetranitrat und Dicyclohexylammoniumnitrit eingesetzt werden.
5 Weitere geeignete Additive sind z.B. wasserlösliche
UV-Absorptionsmittel, IR-Absorptionsmittel und magnetische Fluide, in denen ultrafeine Magnetitteilchen dispergiert sind, sowie Latexemulsionen. Diese und andere Additive können gegebenenfalls für spezielle Tinten oder zur Anwendung in speziellen Geräten eingesetzt werden.
Die folgenden Beispiele beschrieben bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Tinte.
15 Beispieli
Ein Gemisch der folgenden Komponenten wir~d auf 700C erhitzt und bis zur vollständigen Lösung gerührt. Durch Zugabe von NaOH wird der pH des Gemisches auf 10,0 eingestellt, worauf man das Gemisch zweimal durch ein Membranfilter von 0,2 μΐη Maschenweite filtriert, um eine erfindungsgemäße wäßrige Tinte Nr. 1 für den Tintenstrahldruck zu erhalten.
Gewichtsproz ent
Farbstoff (1) von Tabelle I
(M = Na) 3,0
Diethylenglykol 22,5
Glycerin 7,5
Deltop 33 (Takeda Chemical
30 Industries, Ltd.) 0,2
Ionenausgetauschtes Wasser 66,8
Die Tinte wird dann den folgenden Tests unterzogen:
35 (1) Bildklarheit und Bildtrocknung
Die Tinte tritt aus einer Düse mit einem Innendurch-
► ■» - m ■
messer von 30 μπι aus, wobei Schwingungen mit einer Frequenz von 100 kHz angewandt werden, um die Tinte in einen Strahl von Einzeltröpfchen aufzutrennen. Diese prallen auf ein Blatt handelsübliches Qualitätspapier, ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt (von der Jujo Paper Mfg Co., Ltd.) bzw. ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt (von der Mitsubishi Paper Mills, Ltd.) Auf jedem Blatt werden klare Bilder erhalten. Die zur Trocknung der Bilder erforderliche Zeit beträgt bei normaler Raumtemperatur und -feuchtigkeit nicht mehr als 10 Sekunden.
(2) Haltbarkeit
Proben der Tinte werden in Glasbehältern dicht verschlossen und den folgenden Lagerungstests unterzogen:
a. einmonatige Lagerung bei -200C;
b. einmonatige Lagerung bei 40C;
c. einjährige Lagerung bei 200C;
d. einwöchige Lagerung bei 900C.
In allen Tests wird kein Abscheiden von Niederschlägen aus der Tinte beobachtet. Auch die sonstigen Eigenschaften oder die Farbe der Tinte ändern sich nicht.
(3) Tintentröpfchen-Ej ektions Stabilität
Wie bei der Prüfung der Bildklarheit und Bildtrocknung wird der Tintenstrahldruck 1000 Stunden kontinuierlich durchgeführt. Hierbei ist kein Verstopfen der Düse oder eine Änderung der Ejektionsrichtung der Tintentröpfchen feststellbar, sondern es wird eine stabile Aufzeichnung erzielt.
5 (4) Tintentröpfchen-Ejektionsempfindlichkeit
Der Tintenstrahldruck wird wie unter (1) durchgeführt, worauf man das Gerät und die Tinte 1 Monat bei Raumtemperatur und -feuchtigkeit stehen läßt. Hierauf wird der Tintenstrahldruck unter den Bedingungen von (1) wiederholt. Wie in (3) ist keine Änderung der Tintentröpfchen-Ejektionsstabilität feststellbar.
Der Test wird auf dieselbe Weise wiederholt, jedoch läßt man das Gerät und die Tinte 1 Woche bei 400C und 30 % rF stehen. Auch hier ist keine Änderung der Tintentröpfchen-Ejektionsstabilität feststellbar.
(5) Lichtbeständigkeit der aufgezeichneten Bilder
Die aufgezeichneten Bilder werden 6 Stunden mit einer Kohlebogenlampe bestrahlt. Hierbei beträgt der Intensitätsverlust der Bilder nicht mehr als 5 %.
Beispiel 2
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch ersetzt man die Komponenten der Tinte durch die folgenden Komponenten, um eine erfindungsgemäße wäßrige Tinte Nr. 2 für den Tintenstrahldruck herzustellen:
Gewichtsprozent
Farbstoff (2) von Tabelle I
(M = Li) 2,5
Diethylenglykol 22,5
Glycerin 7,5
Hokucide LX-2 (Hokko Chemical
Industrie Co., Ltd.) . 0,2
lonenausgetauschtes Wasser 67,3
Beispiel
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch ersetzt man die Komponenten der Tinte durch die folgenden Komponenten, um eine erfindungsgemäße wäßrige Tinte Nr. 3 für den Tintenstrahl-10 druck herzustellen:
Farbstoff (3) von Tabelle I (M = Li) Diethylenglykol Glycerin
Deltop 33 (Takeda Chemical Industries, Ltd.)
Ionenausgetauschtes Wasser Beispiel
Gewichtsprozent
3,0
22,5
7,5
0,2 66,8
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch ersetzt man die Komponenten der Tinte durch die folgenden Komponenten, um eine erfindungsgemäße wäßrige Tinte Nr. 4 für den Tintenstrahldruck herzustellen:
Farbstoff 6 von Tabelle I (M = Na) Diethylenglykol Glycerin
Hokucide LX-2 (Hokko Chemical Industriy Co., Ltd.)
Ionenausgetauschtes Wasser
Gewichtsprozent
3,0
22,5
7,5
0,2 66,8
I
Beispiel5
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch ersetzt man die Komponenten der Tinte durch die folgenden Komponenten, um eine erfindungsgemäße wäßrige Tinte Nr. 5 für den Tintenstrahl-10 druck herzustellen:
Gewichtsprozent Farbstoff (9) von Tabelle I
(M = Li) 2,5
Diethylenglykol 22,5
Glycerin 7,5
Deltop 33 (Takeda Chemical
Industries, Ltd.) 0,2
Ionenausgetauschtes Wasser 67,3
Vergleichsbeispiel 1
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch ersetzt man die Komponenten der Tinte durch die folgenden Komponenten, um eine wäßrige Vergleichstinte Nr. 1 für den Tintenstrahldruck
herzustellen:
Gewichtsprozent
CI. Säure-Rot 92 3,0
Diethylenglykol 22,5
Glycerin 7,5
Deltop 33 (Takeda Chemical
Industries, Ltd.) 0,2
Ionenausgetauschtes Wasser · 66,8
Vergleichsbeispiel 2
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch ersetzt man die Komponenten der Tinte durch die folgenden Komponenten, um eine wäßrige Vergleichstinte Nr. 2 für den Tintenstrahldruck 10 herzustellen:
Gewichtsteile
CI. Säure-Rot 52 2,5
Diethylenglykol 22,5
Glycerin 7,5
Deltop 33 (Takeda Chemical
Industries, Ltd.) 0,2
Ionenausgetauschtes Wasser 67,3
Vergleichsbeispiel 3
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch ersetzt man die Komponenten der Tinte durch die folgenden Komponenten, um eine wäßrige Vergleichstinte Nr. 3 für den Tintenstrahldruck herzustellen:
Gewichtsprozent
CI. Direkt-Rot 9 2,5
Diethylenglykol 22,5
Glycerin 7,5
Deltop 33 (Takeda Chemical
Industries, Ltd.) 0,2
Ionenausgetauschtes Wasser 67,3
Die erfindungsgemäßen Tinten Nr. 2 bis 5 und die Ver-35 gleichstinten Nr. 1 bis 3 werden den Tests von Beispiel 1 unterzogen. Hierbei werden folgende Ergebnisse erzielt:
10
! 15
-2Q-
Tabelle II
Beispiele Vergleichs- Vergleichs- Vergleichs-2-5 beispiel 1 beispiel 2 beispiel 3
Bildklarheit und Bildtrocknung
Haltbarkeit
Tintentröpfchen-Ejektionsstabilität
Tintentröpfchen-Ejektionsempfind-■ lichkeit
Lichtbeständigkeit
gut gut
gut gut gut
gut schlecht
gut schlecht
gut schlecht
gut gut
gut gut
schlecht schlecht
nicht gut nicht gut schlecht
Die Tinten Nr. 2 bis 5 sind hinsichtlich der Bildklarkeit, Bildtrocknung, Haltbarkeit, Tintentröpfchen-Ejektionsstabilität, Tintentröpfchen-Ejektionsempfindlichkeit und Lichtbeständigkeit der aufgezeichneten Bilder ähnlich hervorragend wie die Tinte Nr. 1 von Beispiel 1. Demgegenüber zeigt die Vergleichstinte Nr. 1 schlechte Haltbarkeit und Tintentröpfchen-Ejektionsempfindlichkeit. Die mit dieser Tinte hergestellten Bilder haben eine für die Praxis ungeeignete Lichtbeständigkeit. Die Vergleichstinte Nr. 2 ist schlecht haltbar und hinsichtlich der Lichtbeständigkeit der aufgezeichneten Bilder ist sie für die Praxis ebensowenig verwendbar wie die Vergleichstinte Nr.1 Die Vergleichstinte Nr. 3 zeigt schlechte Tintentröpfchen-Ejektionsstabilität und die Tintentröpfchen-Ejektionsempfindlichkeit sowie die Lichtbeständigkeit der aufgezeichneten Bilder machen sie für die praktische Verwendung ungeeignet.
im erfindungsgemäßen Aufzeichnungsverfahren werden Bilder unter Verwendung der beschriebenen wäßrigen Tinte auf einem Aufzeichnungsmaterial erzeugt, das mindestens eines der folgenden Behandlungsmittel enthält: wasserlösliche Metallsalze von 2-oder mehrwertigen Metal-
len, Alkylaminsalze, quaternäre Ammoniumsalze, Verbindungen! mit zwei oder mehr Aminogruppen, Verbindungen mit 2 oder j mehr Amidogruppen und/oder basische polymere Materialien.
ι Das verwendete Aufzeichnungsmaterial kann z.B. nach den folgenden beiden Methoden hergestellt werden:
(1) Eine Schicht, die mindestens'eines der genannten Behandlungsmittel enthält, wird auf einen Träger aufgebracht;
(2) ein Trägermaterial wird in eine Lösung getaucht, die mindestens eines der genannten Behandlungsmittel enthält, so daß es mit dem Trägermaterial imprägniert wird, ohne eine Schicht auszubilden.
Mit der Methode (1) werden etwas bessere Ergebnisse als mit der Methode (2) erzielt, wenn eine etwas größere Menge des Behandlungsmittels angewandt wird.
Bei Herstellung des Aufzeichnungsmaterials unter Verwendung eines wasserlöslichen Salzes eines zwei- oder mehrwertigen Metalls beträgt die Metallsalzmenge vorzugsweise 0,2 g/m2 oder mehr, insbesondere 1,0 g/m2 oder mehr.
Spezielle Beispiele für geeignete wasserlösliche Metallsalze sind:
Salze von zweiwertigen Metallen:
MgCl2, CaBr2, CaCl2, Ca(NO-)2, CaJ2, ZnCl3, ZnBr2, ZnJ2, Zn(ClO3J2, ZnSO4, Zn(NO3) 2, SrJ2, SrBr3, SrCl3, Sr(NO3J2, BaCl2,' Ba(NO3) 2, Ba(OH)2, BaJ3, BaBr3, Fe(NO3J3, Ni(NO3)2, NiSO4, NiCl2, CuCl2, CuSO4. 10
Salze von dreiwertigen Metallen:
AlCl3, Al2(SO4)3, Al (NO3)3, ScCl3, Sc(NO3)3, Sc3(SO4) Ga(NO3J3, GaCl3, Ga3(SO4)3, InCl3, Fe (NO3)3 und Alaune.
Salze von vierwertigen Metallen:
TiCl4, GeCl4, Zr CSO4)2, SnCl4, Sn(SO4J3, Pb(CH3COO)2.
Von diesen wasserlöslichen Metallsalzen werden AlCl3,
20 Al2(SO4J3, Al(NO3J2, ZnCl2, ZnSO4, SnCl4, CaCl3, MgCl3 und InCl3 besonders bevorzugt.
Bei Herstellung des Aufzeichnungsmaterials unter Verwendung eines Alkylaminsalzes beträgt dessen Menge vorzugsweise 25 0,05 g/m2" oder mehr, insbesondere 0,2 g/m2 oder mehr.
Spezielle Beispiele für Alkylaminsalze sind: Decylammoniumacetat, Undecylammoniumacetat, Dodecylammoniumacetat, Tridecylammoniumacetat, Tetradecylammoniumacetat, Pentadecylammoniumacetat, Hexadecylammoniumacetat, Heptadecylammoniumacetat, Octadecylammoniumacetat, Nonadecylammoniumacetat, Eicosylammoniumacetat, Decylammoniumchlorid, Undecylammoniumchlorid, Dodecylammoniumchlorid, Tridecylammoniumchlorid, Tetradecylammoniumchlorid, Pentadecylammoniumchlorid, Hexadecylammoniumchlorid,
Vi
Heptadecylammoniumchlorid, Octadecylammoniumchlorid, Nonadecylammoniumchlorid und Eicosylammoniumchlorid.
Bei Herstellung des Aufzeichnungsmaterial unter Verwendung eines quaternären Ammoniumsalzes beträgt dessen
10 Menge vorzugsweise 0,1 g/m2 oder mehr.
Spezielle Beispiele für quaternäre Ammoniumsalze sind: Lauryltrimethylammoniumbromid, Lauryltrimethylammoniumchlorid, Cetyltrimethylammoniumbromid, Cetyltrimethylammoniumchlorid, Octaisochinoliniumbromid, Octaisochinoliniumchlorid, Hexadecyltrimethylammoniumbromid und Hexadecyltrimethylammoniumchlorid.
Bei Herstellung des Aufzeichnungsmaterials unter Verwendung-einer Verbindung mit zwei oder mehr Aminogruppen oder Amidogruppen beträgt deren Menge vorzugsweise 0,05 g/m2 oder mehr, insbesondere 0,1 g/m2 oder mehr.
Spezielle Beispiele für Verbindungen mit zwei oder mehr Aminogruppen bzw. Amidogruppen sind:
(1) Kondensationsprodukte von o- oder p-Toluidin und Formaldehyd, z.B.
CH 3
- 3β -
5 (2) Mentholderivate, z.B.
CH3 O \
10 C=O
\ C2H3
N-CH 2-CH 2-N <r
Ο%(/ C2H5
15 Ln^
CH 3
(3) Additionsprodukte von Epichlorhydrin und Ethylen-20 diamin;
(4) Aminobenzoatderivate, z.B.
CH3
25 H2N\O/C00CH2CCH2N\
CHf 2 5
(5) Andere Verbindungen mit zwei Aminogruppen, z.B.
N-
(T
-NH2
NH
35
^f Amanozin
NH2
HOCHCH,
p-Aminonorephedrin
OCH2CHCOOH I
NH2 NH2
Kynurenin
Bei der Herstellung des Aufzeichnungsmaterials unter Verwendung eines basischen polymeren Materials, beträgt dessen Menge vorzugsweise 0,05 g/m2 oder mehr, insbesondere 0,1 g/m2 oder mehr.
Spezielle Beispiele für basische polymere Materialien sind (1) Polyviny!verbindungen mit den folgenden quaternären Ammoniumsalzgruppen:
R3\
°aer
worin R„ bis R- Wasserstoff, Alkyl, Phenyl, Halogen,
1 D
Hydroxy oder Alkoxy bedeuten, Y ein Ether-, Ester-, Alkylen-, -CH2CH2O- oder Phenylgruppe ist und η eine ganze Zahl von 10 bis 1000 ist, und (2) natürliche Proteine, wie Gelatine und Albumin.
Bei Herstellung des Aufzeichnungsmaterials durch Imprägnieren eines Trägers mit einem der genannten Behandlungsmittel können als Trägermaterialien Normalpapier, geleimtes Papier oder wasserabsorbierende Kunststoffolien verwendet werden. Der Träger wird mit dem Behandlungsmittel imprägniert, indem man ihn in eine Lösung oder Dispersion des Behandlungsmittels eintaucht oder die Lösung oder Dispersion auf das Trägermaterial aufträgt. Beispiels· weise wird als Trägermaterial Normalpapier mit einem Leimungsgrad von 20 see oder weniger, einem Weißgrad von 75 % oder mehr, einer Glätte von 10 bis 150 und einer Luftdurchlässigkeit von 3 bis 12o see verwendet und auf die beschriebene Weise mit einem der Behandlungsmittel imprägniert.
Bei Herstellung des Aufzeichnungsmaterials durch Ausbildung einer Schicht, die mindestens eines der genannten Behandlungsmittel enthält, eignen sich als Trägermaterialien z.B. im wesentlichen aus Cellulose bestehendes Papier, synthetisches Papier, Kunststoffolien, Glasplatten, Metallplatten oder Metallfolien, wobei die Tintenabsorption der Trägermaterialien unberücksichtigt bleiben kann. Die Schicht kann neben den Behandlungsmitteln gegebenenfalls Bindemittel und andere Additive, wie Pigmente, enthalten.
Für diesen Zweck geeignete Bindemittel lassen sich in zwei Gruppen einteilen: harzartige Bindemittel und latexartige Bindemittel. Spezielle Beispiele sind:
35 A. Harzartige Bindemittel:
oxidierte Stärke, veretherte Stärke, veresterte Stärke, Dextrin, Casein, Gelatine, Gummi-arabicum,
■ft f 1
pflanzliches Protein, Cellulose, Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Cellulosederivate, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Maleinsäureanhydridharze, Polyvinylacetat, Polyvinylbutyral, Polyacrylamid, Kombinationen dieser Polymeren, Copolymere dieser Polymeren und modifizierte Polymere dieser Polymeren.
j B. Latexartige Bindemittel:
Polyvinylacetatlatex, Styrol-Isopren-Copolymerlatex,
Styrol-Butadien-Copolymerlatex, Acrylpolymerlatex, 1C Acrylderivat-Vinylacetat-Copolymerlatex, Methylmethacrylat-Butadien-Copolymerlatex und Kombinationen und Modifikationen dieser Latices.
In der Schicht verwendbare Pigmente sind z.B. Ton, Talkum, Diatomeenerde, Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Magnesiumcarbonat, Magnesiumsulfat, Bariumsulfat, Titanoxid, Zinkoxid, Zinksulfid, Zinkcarbonat, Titanweiß, Aluminiumsilikat, Siliciumdioxid, Calciumsilikat, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid und Zeolite. Unter diesen Pigmenten sind Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Bariumsulfat und Titanweiß besonders bevorzugt.
Die Behandlungsmittel enthaltende Schicht kann nach verschiedenen Methoden hergestellt werden. Nach einer Metho-
gg de wird eine aus einem Bindemittel und den Additiven bestehende Schicht auf ein Trägermaterial aufgebracht und eines der genannten Behandlungsmittel wird dann .auf die Schicht aufgetragen. Nach einer anderen Methode wird eine Lösung oder Dispersion eines Bindemittels, der Additive und eines Behandlungsmittels auf das Trägermaterial aufgetragen und getrocknet.
Im erstgenannten Verfahren kann das Aufbringen der Dispersion aus einem Bindemittel und Additiven auf das Trägermaterial z.B. durch Rakel-, Luftbürsten-, Walzen-, Drahtstab-, Sprüh-, Gravur- oder Umkehrwalzenbeschichtung j erfolgen. Die aufgetragene Dispersion wird durch Wärme- !10 einwirkung oder Heißluft getrocknet, wobei die Auftragj menge 0,1 bis 60 g/m2, vorzugsweise 3 bis 20 g/m2, be- ! trägt. Auf die so erhaltene erste Schicht wird eine Flüssigkeit, die ein Behandlungsmittel enthält, in einer Menge
! von 0,1 bis 30 Gewichtsprozent nach einem der genannten Beschichtungsverfahren aufgetragen und getrocknet, wobei ein erfindungsgemäß verwendbares Aufzeichnungsmaterial erhalten wird.
Das Aufzeichnungsmaterial, das nach dem gerade beschriebenen Verfahren oder durch Imprägnieren des Trägermaterial! mit einem Behandlungsmittel erhalten worden ist, wird dann bei 50 bis 2000C, vorzugsweise 60 bis 12O0C, unter Druckbeaufschlagung mit 10 bis 150 kg/cm, vorzugsweise 50 bis 80 kg/cm, kalandriert, um seine Aufzeichnungseigenschäften zu verbessern.
Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren.
Beispiel
Ein Gemisch der folgenden Komponenten wird auf 700C erhitzt und bis zur vollständigen Lösung gerührt. Hierauf filtriert man zweimal durch ein Membranfilter mit einer Maschenweite von 0,45 μΐη, wobei eine er findungs gemäße wäßrige Tinte Nr. 6 für den Tintenstrahldruck erhalten wird.
Gewichtsprozent
Farbstoff (1) von Tabelle I -, n
(M = Na) ' J'U
Glycerin 5,5
Diethylenglykol 16,5
Natriumdehydroacetat 0,2 Natriumthiosulfat 0,01
Natriumethylendiamintetraacetat 0,01
Ionenausgetauschtes Wasser 74,78
Ein Gemisch der folgenden Komponenten wird 10 Stunden in
einer Kugelmühle dispergiert:
Gewichtsprozent
Calciumcarbonatpulver 30
Aluminiumhydroxidpulver 8
Styrol-Butadien-Copolymerlatex
(Festkomponenten) 18
Wasser 44
Die erhaltene Dispersion wird mit einer Rakel in einer Dicke von 80 \im und einer Festkomponentenmenge von 13 g/m2
auf ein Blatt Qualitätspapier aufgetragen und dann 5 Minuten bei 1200C getrocknet, um das Papier mit einer Grundschicht für die Aufzeichnungsschicht zu versehen.
Auf diese Grundschicht wird eine 6 % wäßrige Aluminium-
chloridlösung mit einer Luftbürste in einer Naßauftragmenge von 30 g/ma aufgetragen und dann 10 Minuten bei 1100C getrocknet. Das erhaltene Aufzeichnungsmaterial wird bei 65°C und einem Druck von 65 kg/cm kalandriert, um ein erfindungsgemäßes Tintenstrahl-Aufzeichnungsmaterial
Nr. 1 herzustellen.
Der Tintenstrahldruck erfolgt unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials und der Tinte Nr. 6, wobei man die wäßrige Tinte und die erzeugten Bilder den folgenden Tests unterzieht:
10 (1) Bildklarheit und Bildtrocknung
Die Tinte tritt aus einer Düse mit einem Innendurchmesser von 30 μπι aus, wobei Schwingungen mit einer Frequenz von 100 kHz angewandt werden, um die Tinte in einen Strahl von Einzeltröpfchen aufzutrennen.
Diese prallen auf ein Blatt handelsübliches Qualitätspapier, wobei klare Bilder erhalten werden. Die zur Trocknung der Bilder erforderliche Zeit beträgt bei normaler Raumtemperatur und -feuchtigkeit nicht mehr als 10 Sekunden.
(2) Haltbarkeit
Proben der Tinte werden in Glasbehältern dicht verschlossen und den folgenden Lagerungstests unterzogen:
a. einmonatige Lagerung bei -200C; 25 b. einmonatige Lagerung bei 4 0C?
c. einjährige Lagerung bei 200C;
d. einwöchige Lagerung bei 900C.
In allen Tests wird kein Abscheiden von Niederschlägen aus der Tinte beobachtet. Auch die sonstigen Eigenschaften oder die Farbe der Tinte ändern sich nicht.
(3) Tintentröpfchen-Ejektionsstabilität
Wie bei der Prüfung der Bildklarheit und Bildtrocknung wird der Tintenstrahldruck 1000 Stunden kontinuierlich durchgeführt. Hierbei ist kein Verstopfen der Düse oder eine Änderung der Ejektionsrichtung der Tintentröpfchen feststellbar, sondern es wird eine stabile Aufzeichnung erzielt.
Il ·
(4) Tintentröpfchen-Ejektionsempfindlichkeit
Der Tintenstrahldruck wird wie unter (1) durchgeführt, Worauf man das Gerät und die Tinte 1 Monat bei Raumtemperatur und -feuchtigkeit stehen läßt. Hierauf wird der Tintenstrahldruck unter den Bedingungen von (1)
' wiederholt. Wie in (3) ist keine Änderung der Tinten- !
tröpfchen-EjektionsStabilität feststellbar. j
Der Test wird auf dieselbe Weise wiederholt, jedoch läßt man das Gerät und die Tinte 1 Woche bei 400C und 30 % rF stehen. Auch hier ist keine Änderung der
Tintentröpfchen-EjektionsStabilität feststellbar.
(5) Farbbewertung der erzeugten Bilder
Die Farbe der erzeugten Bilder wird hinsichtlich des Farbtonfehlers und Graugrades nach der GATF-Farbbewertungsmethode bewertet.
(6) Wasserbeständigkeit der erzeugten Bilder
Die Wasserbeständigkeit der erzeugten Bilder wird bestimmt, indem man das bildtragende Aufzeichnungsmaterial 1 Minute in Wasser von 300C taucht und die Änderung der Bilddichte mißt, woraus sich der Intensitätsverlust errechnet.
30 (7) Lichtbeständigkeit der erzeugten Bilder
Die Bilder werden 6 Stunden mit einer Kohlebogenlampe belichtet. Der Intensitätsverlust der Reflexionsbilddichte errechnet sich nach folgender Formel:
Änderung der Bilddichte 35 χ 100
Anfangsbilddichte
Die Testergebnisse sind in Tabelle III genannt.
Beispiel7
Ein Gemisch der folgenden Komponenten wird auf 700C erhitzt und bis zur vollständigen Lösung gerührt. Hierauf filtriert man zweimal durch ein Membranfilter von 0,25 μΐη Maschenweite, um eine erfindungsgemäße wäßrige Tinte Nr. 7 für den Tintenstrahldruck herzustellen:
Gewichtsprozent
15 Farbstoff (1) von Tabelle I (M = Li) Glycerin Diethylenglykol
Deltop 33 (Takeda Chemical Industries, Ltd.)
Ionenausgetauschtes Wasser
Eine 5gewichtsprozentige wäßrige Lösung von Polyvinylpyridiniumbromid wird mit einer Luftbürste in einer Trockenauftragmenge von 0,5 g/m2 auf ein Tintenstrahldruckblatt (von der Mitsubishi Paper Mills, Ltd.) aufgetragen und dann 5 Minuten bei 1200C getrocknet, um ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsmaterial Nr. 2 herzustellen.
Unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials und der Tinte Nr. 7 wird der Tintenstrahldruck durchgeführt, wo bei man die Tinte und die erzeugten Bilder den Tests von Beispiel 6 unterzieht. Die Ergebnisse sind in Tabelle III genannt.
4 ,0
10 ,0
20 ,0
0 ,5
65 ,5
Beispiele
Ein Gemisch der folgenden Komponenten wird auf 700C erhitzt und bis zur vollständigen Lösung gerührt. Hierauf filtriert man zweimal durch ein Membranfilter von 0,45 μΐη Maschenweite, um eine erfindungsgemäße wäßrige Tinte Nr. 8 für den Tintenstrahldruck herzustellen:
Gewichtsprozent
Farbstoff (1) (M = Na) 6,0
Diethylenglykol 12,0
Glycerin . 4,0
Triethanolamin 5,0
Hokucide LX-2 (Hokko Chemical
Industry Co., Ltd.) 0,5
Ionenausgetauschtes Wasser 72,5
Eine 3gewichtsprozentige wäßrige Lösung von Octadecylammoniumacetat wird in einer Trockenauftragmenge von 0,6 g/m2 auf ein Blatt Normalpapier mit einem Leimungsgrad von 1 see und einer Dicke von 95 [im aufgetragen, um ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsmaterial Nr. 3 herzustellen.
Unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials und der Tinte Nr. 8 wird der Tintenstrahldruck durchgeführt, wobei man die Tinte und die erzeugten Bilder den Tests von Beispiel 6 unterzieht. Die Ergebnisse sind in Tabelle III genannt.
Beispiel 9
Ein Gemisch der folgenden Komponenten wird, auf 700C er-
ΐ-rklLV -L"/".5"':'. 3401982 -is - '
hitzt und bis zur vollständigen Lösung gerührt. Hierauf filtriert man zweimal durch ein Membranfilter mit einer Maschenweite von 0,45 μπι, um eine erfindungsgemäße wäßrige Tinte Nr. 9 für den Tintenstrahldruck herzustellen.
Gewichtsprozent
Farbstoff (1) von Tabelle I "3 Λ
(M = K) ■3 , U
Glycerin 5,5
Diethylenglykol 16,5
Kaiiumdehydroacetat 0,2
Kaliumthiosulfat 0,01
Kaliumethylendiamintetraacetat 0,01
Ionenausgetauschtes Wasser 74,78
Unter Verwendung des in Beispiel 6 erhaltenen Aufzeich-
j 'nungsmaterials Nr. 1.wird der Tintenstrahldruck mit der erhaltenen Tinte Nr. 9 durchgeführt, wobei die Tinte und die erzeugten Bilder den Tests von Beispiel 6 unterzogen werden. Die Ergebnisse sind in Tabelle III genannt.
Vergleichsbeispiel 4
Ein Gemisch der folgenden Komponenten wird auf 700C erhitzt und bis zur vollständigen Lösung gerührt. Hierauf filtriert man zweimal durch ein Membranfilter von 0,25 μπι
Maschenweite, um eine wäßrige Vergleichstinte Nr. 4 für den Tintenstrahldruck herzustellen:
• · · I
c Gewichtsprozent C.I. Säure-Rot 92 4,0
Glycerin 10,0
Diethylenglykol 20,0
Deltop 33 (Takeda Chemical
Industries, Ltd.) 0,5
Ionenausgetauschtes Wasser 65,5
Der Tintenstrahldruck wird unter Verwendung des handeisüblichen Tintenstrahl-Aufzeichnungsblattes von Beispiel 7 j durchgeführt. Bei Prüfung der Vergleichstinte Nr. 4 und
der erzeugten Bilder gemäß Beispiel 6 werden die in Tabelle III genannten Ergebnisse erzielt.
Tabelle III
Beispiel 6
Beispiel
7
Beispiel
8
Beispiel
9
Bildklarheit und Bildtrocknung Haltbarkeit
Tintentröpfchen-Ejektions- · Stabilität
Tintentröpfchen-Ej ektionsempfindlichkeit
Farbtonfehler
Graugrad
Wasserbeständigkeit
Lichtbeständigkeit
gut
gut
gut
gut
Vergleichsbeispiel 4
gut gut gut gut gut
gut gut gut gut gut
gut
gut 3% gut ,0% gut gut ,3% gut 43
37 2% 38 ,0% 41 37 ,2% 18
14 10 12 14 48%
1, 2 1,8% 1 38%
3, 5 2,4% 3
» · m m t
5 Die Ergebnisse zeigen, daß die auf den erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien erzeugten Bilder wesentlich wasser- und lichtbeständiger sind als bei den Vergleichsmaterialien.
Beispiel 10
Ein Gemisch der folgenden Komponenten wird 3 Stunden auf 700C erhitzt und bis zur vollständigen Lösung gerührt. Hierauf filtriert man zweimal durch ein Membranfilter von 15 0,45 um Maschenweite, um eine erfindungsgemäße wäßrige Tinte Nr. 10 für den Tintenstrahldruck herzustellen.
Gewichtsprozent
Farbstoff (18) von Tabelle 1 3,0
Glycerin 5,5
Diethylenglykol 16,5
Natriumdehydroacetat 0,2
Natriumthiosulfat 0,01
Natriumethylendiamintetraacetat 0,01
reines Wasser 74,78
Ein Gemisch der folgenden Komponenten wird 10 Stunden in einer Kugelmühle dispergiert:
30 Gewichtsprozent
Calciumcarbonatpulver 36
Aluminiumhydroxidpulver 4
Styrol-Butadien-Copolymerlatex (Festkomponenten) 18
Casein 5
Wasser 37
Die erhaltene Dispersion wird mit einer Rakel in einer Peststoffauftragmenge von 13 g/m2 auf ein Blatt Qualitätspapier von 80 \im Dicke aufgetragen und dann 5 Minuten bei 1200C zu einer Grundschicht für die Aufzeichnungsschicht getrocknet.
Auf die Grundschicht wird mit einer Luftbürste in einer
Trockenauftragmenge von 1,5 g/m2 eine 6 % wäßrige AIuminiumchloridlösung aufgetragen und dann 10 Minuten bei 11O0C getrocknet. Das erhaltene Aufzeichnungsmaterial wird j 15 bei 650C unter einem Druck von 65 kg/cm kalandriert/ um ein erfindungsgemäßes Tintenstrahl-Äufzeichnungsmaterial
Nr. 4 herzustellen.
j Unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials und der j 20 Tinte Nr. 10 wird der Tintenstrahldruck durchgeführt, wobei die Tinte aus einer Düse mit einem Innendurchmesser von 30 μπι bei einer Schwingungsfrequenz von 100 kHz austritt. Die Tinte und die erzeugten Bilder werden dem Farbbewertungs-, Wasser- und Lichtbeständigkeitstest von Beispiel 6 unterzogen, wobei man die in Tabelle IV genannten Ergebnisse erhält.
Beispiel 11
Ein Gemisch der folgenden Komponenten wird 3 Stunden auf 700C erhitzt und bis zur vollständigen Lösung gerührt. Hierauf filtriert man zweimal durch ein Membranfilter von 0,25 (im Maschenweite, um eine erfindungsgemäße wäßrige Tinte Nr. 11 für den Tintenstrahldruck herzustellen:
Gewichtsprozent
Farbstoff (20) von Tabelle ι 4,0
Glycerin 4,0
Diethylenglykol 13,0
Deltop 33 (Takeda Chemical
Industries, Ltd.) 0,5
Ionenausqetauschtes Wasser 78,5
Eine 5 % wäßrige Lösung von Polyvinylpyridiniumbromid wird mit einer Luftbürste in einer Trockenauftragmenge von 0,5 g/m2 auf ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatt (von der Mitsubishi Paper Mills, Ltd.) aufgetragen und dann 5 Minuten bei 1200C getrocknet, um ein erfindungsgemäßes Tintenstrahl-Aufzeichnungsmaterial Nr. 5 herzustellen.
Unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials und der Tinte Nr. 11 wird der Tintenstrahldruck gemäß Beispiel 6 durchgeführt, wobei man die Tinte und die erzeugten Bilder gemäß Beispiel 6 prüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV genannt.
Beispiel
Ein Gemisch der folgenden Komponenten wird 3 Stunden auf 700C erhitzt und bis zur vollständigen Lösung gerührt. Hierauf filtriert man zweimal durch ein Membranfilter von 0,25 μπι Maschenweite, um eine erfindungsgemäße wäßrige Tinte Nr. 12 für den Tintenstrahldruck herzustellen:
SO
Gewichtsprozent Farbstoff (22) von Tabelle I 6,0
Diethylenglykol 22,0
Glycerin 6,0
Triethanolamin 5,0
10 Hokucide Lx-2 (Hokko Chemical
Industry Co, Ltd.) 0,5
lonenausgetauschtes Wasser 60,5
Eine 3gewichtsprozentige wäßrige Lösung von Octadecylammoniumacetat wird in einer Trockenauftragmenge von 0,6 g/m2 auf ein Blatt Normalpapier mit einem Leimungsgrad von 1 see und einer Dicke von 95 μΐη aufgetragen, um ein erfindungsgemäßes Tintenstrahl-Aufzeichnungsmaterial Nr. 6 herzustellen. Unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials und der Tinte Nr. 12 wird der Tintenstrahldruck unter den Bedingungen von Beispiel 6 durchgeführt, wobei man die Tinte und die erzeugten Bilder den Tests von Beispiel 6 unterzieht. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV genannt.
Vergleichsbeispiel 5
Ein Gemisch der folgenden Komponenten wird 3 Stunden auf 700C erhitzt und bis zur vollständigen Lösung gerührt. Hierauf filtriert man zweimal durch ein Membranfilter von 0,25 μΐη Maschenweite, um eine Vergleichstinte Nr. 5 für den Tintenstrahldruck herzustellen.
Gewichtsprozent C.I. Säurerot 92 4,0
Glycerin 4,0
Diethylenglykol 13,0
Deltop 33 (Takeda Chemical 10 Industries, Ltd.) 0,5
Ionenausgetauschtes Wasser 78,5
Unter Verwendung eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsblatts (von der Mitsubishi Paper Mills, Ltd.) wird der Tintenstrahldruck unter den Bedingungen von Beispiel 6 durchgeführt. Hierbei werden die Vergleichstinte Nr. 5 und die erzeugten Bilder den Tests von Beispiel 11 unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV genannt.
20 Tabelle IV
Beispiel Beispiel Beispiel Vergleichs- _10 JJL 12 beispiel 5
Farbtonfehler 36 39 43 43
Wasserbeständigkeit .· 1,3% 2,5% 1,8% 48%
Lichtbeständigkeit 2,8% 1,9% 1,8% 38%
Die Ergebnisse von Tabelle IV zeigen, daß die auf den erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien erzeugten Bilder im Vergleich zum Vergleichsbeispiel äußerst wasser- und lichtbeständig sind.

Claims (26)

  1. Patentansprüche
    Wäßrige Tinte für den Tintenstrahldruck, enthaltend a) einen wasserlöslichen Farbstoff der Formel
    oder
    SO3 M+)n
    . (R5)
    ι 2 3'
    in der R Wasserstoff oder Alkyl bedeutet, R und R
    7 sind, wobei R eine Alkyl- oder Aminogruppe ist, m den Wert 0,1,2 oder 3 und η den Wert 0, 1 oder haben, R Alkyl oder Halogen ist, ρ den Wert 0,-1 oder 2 hat, R SO3" oder C00~ bedeutet, R Wasserstoff, -SO- M oder Halogen ist, q den Wert 0, 1 oder 2 hat und M ein Alkalimetall-, Amin- oder Ammoniumkation ist,
    b) Wasser und
    c) ein Anfeuchtmittel.
  2. 2. Tinte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetallkation Na , Li oder K ist.
  3. 3. Tinte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    das Äminkation -Sh(CH0CH0OH)_, -NH(CH0)- oder 10 -NH(C 2H5) 3 ist. .
  4. 4. Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfeuchtmittel ein mehrwertiger Alkohol oder ein Alkylether von mehrwertigen Alkoholen
    15 ist.
  5. 5. Tinte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfeuchtmittel ein Gemisch aus Glycerin und Diethylenglykol ist.
  6. 6. Tinte nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Anfeuchtmittels 5 bis 30 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der Tinte ausmacht.
  7. 7. Tinte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis von Glycerin zu Diethylenglykol 1 : 1 bis 1 : 5 beträgt.
  8. 8. Tinte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mehrwertige Alkohol Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin, Polyethylenglykol oder Polypropylenglykol ist.
  9. 9. Tinte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkylether von mehrwertigen Alkoholen Ethylenglykolmonoethylether, Ethylenglykolmonobutylether,
    Diethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonoethylether. Diethylenglykolmonobutylether, Triethylenglykolmonomethylether oder Triethylenglykolmonoethylether ist.
    ι in
  10. 10. Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge-
    j kennzeichnet, daß sie außerdem ein wasserlösliches Konservierungsmittel und Antischimmelmittel enthält.
    !
  11. 11. Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge-
    15 kennzeichnet, daß sie als Mittel zur Erhöhung der Löslichkeit des Farbstoffs in der Tinte Triethanolamin, N-Methyl-2-pyrrolidon, 2-Pyrrolidon, 1,3-Dimethylimidazolidinon, Valerolacton, Caprolacton oder Ethylenglykolmonomethyletheracetat enthält.
  12. 12. Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen Viskositätsregler enthält.
  13. 13. Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurchgekennzeichnet, daß sie außerdem einen pH-Regler enthält, der den pH der wäßrigen Tinte im Bereich von 9,0 bis 11,0 regelt.
  14. 14. Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren zum Aufzeichnen von Bildern auf einem Aufzeichnungsmaterial, das mindestens ein wasserlösliches Metallsalz eines zwei- oder mehrwertigen Metalls, ein Alkylaminsalz, ein quaternäres Ammoniumsalz, eine Verbindung mit zwei oder mehr Aminogruppen, eine Verbindung mit zwei oder mehr Amidogruppen, ein basisches polymeres Material
    oder deren Gemische enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Tinte nach einem der Ansprüche bis 13 verwendet.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial 0,2 g/m2 oder mehr eines wasserlöslichen Metallsalzes enthält.
  16. 16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial 0,05 g/m2 oder mehr eines
    15 Alkylaminsalzes enthält.
  17. 17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial 0,1 . g/m2 oder mehr eines quaternären Ammoniumsalzes enthält.
  18. 18. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial 0,05 g/m2 oder mehr einer Verbindung mit zwei oder mehr Aminogruppen oder Amidogruppen enthält.
  19. 19. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial 0,05 g/m2 oder mehr eines basischen polymeren Materials enthält.
  20. 20. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
    daß das wasserlösliche Metallsalz ausgewählt ist unter MgCl2, CaBr2, CaCl2/ Ca (NO3)2, CaJ3, ZnCl3, ZnBr2, ZnJ3, Zn(ClO3)2,ZnSO4, Zn(NO3J2, SrJ3, SrBr2, SrCl2, Sr(NO3J2, BaCl2, Ba(NO3)2, Ba(OH)3, BaJ3,
    BaBr2, Fe(NO3) 2, Ni(NO3J2, NiSO4, NiCl2, CuCl2, CuSO4 AlCl3, Al2(SO4) 3, Al(NO3J3, ScCl3, Sc(NO3J3, Sc2 (SO4) 3,
    — 5 —
    Ga(NO3J3, GaCl3, Ga2(SO4)3, InCl3, Fe(NO3I3, Alaun,
    TiCl4, GeCl4, Zr(SO4J2, SnCl4, Sn(SO4J2 und Pb(CH3COO)2
  21. 21. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkylaminsalz ausgewählt ist unter Decylammoniumacetat, Undecylainmoniumacetat, Dodecylammoniumacetat, Tridecylammoniumacetat, Tetradecylammoniumacetat, Pentadecylammoniumacetat, Hexadecylammoniumacetat, Heptadecylaminoniumacetat, Octadecylammoniumacetat, Nonadecylammoniumacetat, Eicosylammoniumacetat, Decylammoniumchlorid, Undecylammoniumchlorid, Dodecylammoniumchlorid, Tridecylammoniumchlorid, Tetradecylammoniumchlorid, Pentadecylammoniumchlorid, Hexadecylammoniumchlorid, Heptadecylammoniumchlorid, Octadecylammoniumchlorid, Nonadecylanvmoniumchlorid ι
    und Eicosylammoniumchlorid. ;
  22. 22. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das quaternäre Ammoniumsalz ausgewählt ist unter Lauryltrimethylammoniumbromid, Lauryltrimethylammoniumchlorid, Cetyltrimethylammoniumbromid, Cetyltrimethylammoniumchlorid, Octaisochinoliniumbromid, Octaisochinoliniumchlorid, Hexadecyltrimethylammoniumbromid und Hexadecyltrimethylammoniumchlorid.
  23. 23. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung mit zwei oder mehr Aminogruppen ausgewählt ist unter Kondensationsprodukten von o- oder p-Toluidin und Formaldehyd, Additionsprodukten von Epichlorhydrin und Ethylendiamin und Aminobenzo-
    at-Derivaten.
  24. 24. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung mit zwei oder mehr Amidogruppen ausgewählt ist unter Mentholderivaten.
  25. 25. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial mit einem wasserlöslichen Metallsalz, einem Alkylaminsalz, einem quaternären Ammoniumsalz, einer Verbindung mit zwei oder mehr Aminogruppen, einer Verbindung mit zwei der mehr Amidogruppen, einem basischen 15 polymeren Material oder deren Gemischen imprägniert ist.
  26. 26. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Aufzeichnungsmaterial eine Schicht aufgebracht ist, die ein wasserlösliches Metallsalz, ein Alkylaminsalz, ein quaternäres Ammoniumsalz, eine Verbindung mit zwei oder mehr Aminogruppen, eine Verbindung mit zwei oder mehr Amidogruppen, ein basisches polymeres Material oder
    25 deren Gemische enthält.
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