DE3410855C2

DE3410855C2 -

Info

Publication number: DE3410855C2
Application number: DE3410855A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Funabashi Chiba Jp Haruta; Tadayuki Atsugi Kanagawa Jp Nakousai; Kazuo Urawa Saitama Jp Iwata; Keiko Atsugi Kanagawa Jp Nakousai
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1983-03-24
Filing date: 1984-03-23
Publication date: 1989-05-18
Also published as: GB2140020B; HK70291A; DE3410855A1; GB2140020A; GB8407504D0; US4585484A

Description

Die Erfindung betrifft eine neue Aufzeichnungsflüssigkeit, die sich insbesondere für Aufzeichnungssysteme eignet, bei denen eine Aufzeichnungsflüssigkeit durch feine, an einem Aufzeichnungskopf vorgesehene Düsen abgegeben wird und in Form von Tröpfchen auf die Aufzeichnungsunterlage fliegt.

Für Schreibgeräte, wie Füllfederhalter, Faserschreiber und dergleichen, mit denen Schreibvorgänge auf Schreibunterlagen, wie Papier, durchgeführt werden, werden verschiedenartige Tinten eingesetzt, bei denen es sich um in Wasser oder organischen Lösungsmitteln gelöste Farbstoffe handelt.

Beim sogenannten Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, bei dem eine in einem Aufzeichnungskopf enthaltene Flüssigkeit aufgrund von Vibration eines piezovibrierenden Elements oder aufgrund elektrostatischer Anziehung durch Anlegen einer hohen Spannung abgegeben und dadurch der Aufzeichnungsvorgang durchgeführt wird, werden Lösungen verschiedener Farbstoffe in Wasser oder organischen Lösungsmitteln verwendet. Im Vergleich zu Tinten für stationäre Schreibgeräte, wie Füllfederhalter oder Faserschreiber, werden an Aufzeichnungsflüssigkeiten für Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren wesentlich strengere Anforderungen in bezug auf eine große Anzahl von Eigenschaften gestellt.

Bei derartigen Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren werden Tröpfchen einer als Tinte bezeichneten Aufzeichnungsflüssigkeit auf eine Aufzeichnungsunterlage gespritzt. Diese Tröpfchen bleiben dann auf der Unterlage haften. Die Grundbestandteile von derartigen Aufzeichnungsflüssigkeiten sind ein Aufzeichnungsmittel (es werden Farbstoffe oder Pigmente verwendet) und ein flüssiges Medium zum Dispergieren dieses Mittels (es werden Wasser und verschiedene organische Lösungsmittel oder Gemische davon verwendet). Ferner können gegebenenfalls verschiedene Additive enthalten sein.

Für derartige Aufzeichnungsverfahren stehen je nach Art der Tröpfchenbildung und der Art der Kontrolle der Flugrichtung der Tröpfchen verschiedene Systeme zur Verfügung. Fig. 1 erläutert ein Beispiel für derartige Systeme.

In der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung werden Aufzeichnungssignale zum Aufzeichnungskopf mit einem piezovibrierenden Element übertragen. Entsprechend diesen Signalen werden Tröpfchen einer Aufzeichnungsflüssigkeit erzeugt, was den Aufzeichnungsvorgang bewirkt. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Aufzeichnungskopf mit einem piezovibrierenden Element 2 a, einer Vibrationsplatte 2 b, einem Einlaß 3 für die Aufzeichnungsflüssigkeit, einer Flüssigkeitskammer 4 innerhalb des Kopfes und einer Abgabeöffnung 5. In die Flüssigkeitskammer 4 wird eine im Vorratsbehälter 6 aufbewahrte Aufzeichnungsflüssigkeit 7 durch eine Zufuhrleitung 8 eingespeist. Gegebenenfalls kann im Verlauf der Zufuhrleitung eine zwischengeschaltete Behandlungsvorrichtung 9, z. B. eine Pumpe oder ein Filter, vorgesehen sein. An das piezovibrierende Element 2 a wird ein aus dem Aufzeichnungssignal mittels der Signalverarbeitungsvorrichtung 10 (z. B. Impulsumwandler) in einen Impuls umgewandeltes Signal angelegt. Die diesem Signal entsprechende Druckänderung wirkt sich innerhalb der Flüssigkeitskammer 4 auf die Aufzeichnungsflüssigkeit aus. Infolgedessen wird die Aufzeichnungsflüssigkeit 7 durch die Öffnung 5 als Tröpfchen 11 abgegeben, wodurch es zu einem Aufzeichnungsvorgang auf der Aufzeichnungsunterlage 12 kommt.

Neben der vorbeschriebenen Vorrichtung sind auch vershiedenartige andere Vorrichtungen bekannt. Beispielsweise kann in Abänderung der Vorrichtung von Fig. 1 die Flüssigkeitskammer 4, wie in Fig. 2 gezeigt, die Form einer Düse aufweisen. Ein Zylindrisches piezovibrierendes Element wird auf der Umfangfläche der Düse angeordnet. Im übrigen entspricht die Arbeitsweise dieser Vorrichtung in bezug auf die Tröpfchenbildung im wesentlichen der Vorrichtung von Fig. 1.

Ferner gibt es auch Vorrichtungen, bei denen elektrisch geladene Tröpfchen kontinuierlich erzeugt und ein Teil dieser Tröpfchen für den Aufzeichnungsvorgang verwendet werden. Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung wird thermische Energie entsprechend dem Aufzeichnungssignal an die Aufzeichnungsflüssigkeit in der Kammer im Aufzeichnungskopf abgegeben, wobei unter dieser Energieeinwirkung Tröpfchen erzeugt werden. Ein Beispiel für die letztgenannte Vorrichtung ist in den Fig. 3A, 3B, 3C und 4 dargestellt.

Der Kopf 13 wird erhalten, indem man eine Platte aus Glas, keramischem Material, Kunststoff oder dergleichen, die einen Tintenkanal 14 aufweist, mit einem Wärmeerzeugungskopf 15 (in den Abbildungen ist ein Dünnschichtkopf dargestellt, was aber keine Beschränkung auf diese Ausführungsform bedeutet) verbunden. Der Wärmeerzeugungskopf 15 besteht aus einer aus Siliciumoxid oder dergleichen gebildeten Schutzschicht 16, Aluminiumelektroden 17-1 und 17-2, einer aus Nickel-Chrom oder dergleichen gebildeten, wärmeerzeugenden Widerstandsschicht 18, einer Wärmespeicherschicht 19 und einem Substrat 20 mit guten Wärmeabgabeeigenschaften, z. B. aus Aluminiumoxid oder dergleichen.

Die Tinte 21 gelangt zur Abgabeöffnung 22 und bildet unter einem Druck P einen Meniskus 23.

Beim Anlegen eines elektrischen Signals an die Elektroden 17-1 und 17-2 erzeugt der mit n bezeichnete Bereich des Wärmeerzeugungskopfes 15 plötzlich Wärme, so daß in der Tinte 21, die im Kontakt mit diesem Bereich steht, Bläschen erzeugt werden. Der Meniskus wird durch den Druck dieser Bläschen verschoben, wodurch schließlich die Tinte 21 durch die Öffnung 22 in Form von kleinen Aufzeichnungströpfchen, die dann auf die Aufzeichnungsunterlage fliegen, abgegeben wird. Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Mehrfachkopfes, in dem eine Anzahl der in Fig. 3A gezeigten Köpfe nebeneinander angeordnet sind. Dieser Mehrfachkopf wird hergestellt, indem man eine Glasplatte 27, die eine Mehrzahl von Kanälen 26 aufweist, mit dem bei Fig. 3A beschriebenen Wärmeerzeugungskopf 28 verbindet.

Fig. 3B stellt einen Querschnitt des Kopfes 13 entlang des Tintenweges und Fig. 3A einen Querschnitt der Vorrichtung von Fig. 3B entlang der Linie A-B dar.

Gemäß dem Stand der Technik werden als Aufzeichnungsflüssigkeiten für derartige Vorrichtungen verschiedene Lösungen oder Dispersionen unterschiedlicher Farbstoffe oder Pigmente in wäßrigen oder nicht-wäßrigen Lösungsmitteln verwendet; vgl. zum Beispiel JA-PS 8361/1975, 40 484/1976, 13 126/1977 und 13 127/1977 und JA-OS 95 008/1975. Bei derartigen Aufzeichnungsflüssigkeiten sind folgende Eigenschaften erwünscht:

(1) Die physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit (Viskosität, Oberflächenspannung, elektrische Leitfähigkeit und dergleichen) sollen zu den Abgabebedingungen (Steuerspannung für das piezoelektrische Element, Steuerfrequenz, Form und Material der Öffnung, Öffnungsdurchmesser und dergleichen) passen.
(2) Die Aufzeichnungsflüssigkeit soll auch während längerer Lagerung stabil bleiben, ohne daß es zu Verstopfungen von kleinen Abgabeöffnungen oder kapillaren Leitungen kommt.
(3) Die Aufzeichnungsflüssigkeit soll auf der Aufzeichnungsunterlage (Papier, Film und dergleichen) rasch und sauber um den gebildeten Punkt fixieren, wobei es zu möglichst geringen Unschärfen kommt.
(4) Die Aufzeichnungsflüssigkeit soll ein gedrucktes Bild ergeben, das einen klaren Ton und eine hohe Dichte besitzt.
(5) Die Aufzeichnungsflüssigkeit soll zu einem in bezug auf Wasserfestigkeit und Lichtechtheit hochwertigen Druckbild führen.
(6) Die Aufzeichnungsflüssigkeit soll keine Korrosion von umgebenden Materialien (Gefäße, Verbindungsleitungen, Dichtungen und dergleichen) hervorrufen.
(7) Die Aufzeichnungsflüssigkeit soll ein hohes Maß an Sicherheit gewährleisten und geruchsfrei, nicht-toxisch und nicht-entflammbar sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Aufzeichnungsflüssigkeit bereitzustellen, die sämtlichen vorstehend aufgeführten Anforderungen möglichst weitgehend genügt.

Gegenstand der Erfindung sind die in den Patentansprüchen definierten Aufzeichnungsflüssigkeiten.

Die Fig. 1 und 2 stellen schematische Darstellungen einer Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung dar.

Die Fig. 3A und 3B sind Längs- und Querschnitte des entsprechenden Teils einer weiteren Aufzeichnungsvorrichtung.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Mehrfachkopfes, wobei mehrere Köpfe der in Fig. 3A und 3B gezeigten Art regelmäßig angeordnet sind.

Für eine Aufzeichnungsflüssigkeit, die die vorstehend aufgeführten Eigenschaften aufweisen soll, ist es sehr wichtig, daß Farbstoff und die Zusammensetzung des Lösungsmittels aufeinander abgestimmt sind.

Aufgrund umfangreicher Untersuchungen wurden geeignete Kombinationen aus Farbstoffen und Lösungsmitteln aufgefunden, die Aufzeichnungsflüssigkeiten mit den gewünschten Eigenschaften und insbesondere mit einem günstigen Druckverhalten ergeben. Der am Schluß der Beschreibung angefügte Versuchsbericht zeigt, daß Vergleichstinten, bei denen die spezielle Lösungsmittelzusammensetzung nicht gegeben ist, zu erheblichen Störungen in bezug auf Lagerfähigkeit der Tinten und deren Druckverhalten führen. Dies ist beim Stand der Technik als überraschend anzusehen.

Bei den erfindungsgemäßen Aufzeichnungsflüssigkeiten ist die Abhängigkeit der Viskosität von der Umgebungstemperatur und die Abhängigkeit der Viskosität und der Oberflächenspannung vom Wassergehalt relativ gering. Somit kann selbst bei relativ starken Änderungen der Umgebungstemperatur ein konstanter Abgabezustand aufrechterhalten werden. Ferner kommt es nach längerem Stehenlassen der Flüssigkeit nicht zu Störungen der Tröpfchenabgabe aufgrund einer Viskositätszunahme nach Verdampfen von Wasser aus der Düsenspitze oder zu einer vollständigen Beendigung der Abgabe durch Verstopfungen.

Bei der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsflüssigkeit kommt es während der Lagerung nicht zu Veränderungen der physikalischen Eigenschaften oder zur Ausfällung von Feststoffen. Die Aufzeichnungsflüssigkeiten erlauben eine Aufzeichnung mit verschiedenartigen Vorrichtungen und auf verschiedenartigen Unterlagen, besitzen eine hohe Fixierungsgeschwindigkeit und ergeben Bilder von hoher Wasserfestigkeit, hoher Lichtechtheit, hoher Abriebfestigkeit und hoher Auflösung.

Der Gehalt der Aufzeichnungsflüssigkeit an Farbstoffen, nämlich an C.I.-Direktgelb 86 oder C.I.- Food Black 2, wird je nach Art des flüssigen Mediums und der für die Aufzeichnungsflüssigkeit gewünschten Eigenschaften festgelegt. Dieser Gehalt beträgt 0,1 bis 20, vorzugsweise 0,5 bis 15 und insbesondere 1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Aufzeichnungsflüssigkeit. Dabei kann ein einzelner Farbstoff oder eine Kombination mit anderen Farbstoffen (d. h. einer der genannten Farbstoffe als Hauptbestandteil in Kombination mit verschiedenartigen anderen Farbstoffen, wie Direktfarbstoffe oder saure Farbstoffe) eingesetzt werden.

Im flüssigen Medium sind, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Aufzeichnungsflüssigkeit, 1 bis 30 Gewichtsprozent Polyäthylenglykol und/oder Polyäthylenglykolmonomethyläther, 1 bis 40 Gewichtsprozent Diäthylenglykol und/oder Sulfolan, 1 bis 40 Gewichtsprozent N-Methyl- 2-pyrrolidon und/oder 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon und 10 bis 90 Gewichtsprozent Wasser vorhanden. Insbesondere betragen diese Anteile 5 bis 20 Gewichtsprozent Polyäthylenglykol und/oder Polyäthylenglykolmonomethyläther, 5 bis 30 Gewichtsprozent Diäthylenglykol und/oder Sulfolan, 5 bis 30 Gewichtsprozent N-Methyl-2-pyrrolidon und/oder 1,3-Dimethyl- 2-imidazolidinon und 10 bis 70 Gewichtsprozent Wasser.

Die aus diesen Bestandteilen hergestellte erfindungsgemäße Aufzeichnungsflüssigkeit erweist sich im Hinblick auf verschiedene Eigenschaften als wohl ausgewogen, einschließlich Aufzeichnungseigenschaften (Signalansprechverhalten, Stabilität der Flüssigkeitströpfchenbildung, Abgabestabilität, kontinuierliche Aufzeichnung über längere Zeiträume hinweg, Abgabestabilität nach längeren Ruhepausen), Lagerstabilität, Fixierbarkeit auf der Aufzeichnungsunterlage sowie Wetterfestigkeit, Lichtechtheit, Wasserfestigkeit und dergleichen der aufgezeichneten Bilder. Es ist möglich, diese Eigenschaften durch Einverleibung verschiedener bekannter Additive weiter zu verbessern.

Beispielsweise können folgende Zusätze verwendet werden: Mittel zur Einstellung der Viskosität, wie Polyvinylalkohol, Cellulosen und wasserlösliche Harze, grenzflächenaktive Mittel vom kationischen, anionischen oder nicht-ionogenen Typ, Mittel zur Einstellung der Oberflächenspannung, wie Diäthanolamin, Triäthanolamin und dergleichen, Mittel zum Einstellen des pH-Wertes, wie Puffer, Mittel zur Pilzbekämpfung und dergleichen.

Zur Herstellung von Aufzeichnungsflüssigkeiten zur Verwendung bei Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, bei denen die Aufzeichnungsflüssigkeit aufgeladen wird, können als spezielle Mittel zur Einstellung des Widerstandes anorganische Salze, wie Lithiumchlorid, Ammoniumchlorid, Natriumchlorid und dergleichen, verwendet werden.

Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsflüssigkeiten bei Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, bei denen die Aufzeichnungsflüssigkeit unter Einwirkung von thermischer Energie abgegeben wird, können die thermischen Eigenschaften der Flüssigkeit (z. B. spezifische Wärme, Wärmeausdehnungskoeffizient, Wärmeleitfähigkeit und dergleichen) gelegentlich in entsprechender Weise eingestellt werden.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

C.I.-Direktgelb 86
3 Gewichtsteile
Polyäthylenglykolmonomethyläther (durchschnittliches Molekulargewicht 210 bis 240)	15 Gewichtsteile
Diäthylenglykol	15 Gewichtsteile
N-Methyl-2-pyrrolidon	15 Gewichtsteile
Wasser	52 Gewichtsteile

Die vorstehenden Bestandteile werden in einem Gefäß gründlich vermischt und in Lösung gebracht, sodann durch ein Teflon-Filter der Porengröße 1 µm filtriert und schließlich mittels einer Vakuumpumpe entgast. Die erhaltene Aufzeichnungsflüssigkeit wird den nachstehenden Tests T₁ bis T₅ unterzogen, wobei eine Aufzeichnungsvorrichtung mit einem nach Bedarf arbeitenden Aufzeichnungskopf, der die Aufzeichnungsflüssigkeit mittels eines piezovibrierenden Elements abgibt, verwendet wird (Durchmesser der Abgabeöffnung 50 µm; Steuerspannung des piezovibrierenden Elements 60 V, Frequenz 4 kHz). Bei sämtlichen Tests werden gute Ergebnisse erhalten.

T₁: Langzeitlagerstabilität der Aufzeichnungsflüssigkeit

Die Aufzeichnungsflüssigkeit wird in einem Glasgefäß unter Verschluß 6 Monate bei -30°C bzw. 60°C aufbewahrt. Es kommt weder zur Ausfällung von unlöslichen Bestandteilen noch lassen sich Veränderungen der physikalischen Eigenschaften und des Farbtons der Flüssigkeit feststellen.

T₂: Abgabestabilität

Es werden 24stündige kontinuierliche Abgabeversuche bei Raumtemperatur, 5°C bzw. 40°C durchgeführt. Unter sämtlichen Bedingungen ergibt sich eine qualitativ hochwertige, stabile Aufzeichnung.

T₃: Abgabeansprechverhalten

Das Ansprechverhalten nach Pausen von jeweils 2 Sekunden bzw. nach Standzeiten von 2 Monaten wird untersucht. In keinem dieser Fälle kommt es zur Verstopfung der Düsenspitzen. Die Aufzeichnung ist stabil und gleichmäßig.

T₄: Qualität der Bildaufzeichnung

Die aufgezeichneten Bilder erweisen sich in bezug auf Dichte und Klarheit als ausgezeichnet. Die Dichteabnahme nach 3monatiger Belichtung in einem Raum beträgt 1 Prozent oder weniger. Das Bild verläuft nach 1minütigem Eintauchen in Wasser nur sehr wenig.

T₅: Fixierbarkeit auf verschiedenen Aufzeichnungsmaterialien

Auf den in der nachstehenden Tabelle angegebenen Aufzeichnungsunterlagen werden Briefe gedruckt. Nach 15 Sekunden wird der bedruckte Bereich mit dem Finger gerieben. Sodann wird auf verwischte und unscharfe Stellen geprüft. In sämtlichen Fällen ergibt sich eine ausgezeichnete Fixierung ohne Verwischungen oder Unschärfen.

Aus den vorstehenden Bestandteilen wird gemäß Beispiel 1 eine Aufzeichnungsflüssigkeit hergestellt und den Tests T₁ bis T₅ unterzogen, wobei die gleiche Vorrichtung und die gleiche Testdurchführung wie in Beispiel 1 zur Anwendung kommen. Bei sämtlichen Tests werden gute Ergebnisse erzielt.

Beispiel 2

Polyäthylenglykolmonomethyläther (durchschnittliches Molekulargewicht 210-240)
10 Gewichtsteile
Sulfolan	10 Gewichtsteile
N-Methyl-2-pyrrolidon	20 Gewichtsteile
C.I.-Direktgelb 86	3 Gewichtsteile
Wasser	57 Gewichtsteile

Gemäß Beispiel 1 wird aus den vorstehenden Bestandteilen eine Aufzeichnungsflüssigkeit hergestellt und den Tests T₁ bis T₅ unterzogen, wobei ein nach Bedarf arbeitender Mehrfachkopf verwendet wird, bei dem durch thermische Energie im Aufzeichnungskopf Flüssigkeitströpfchen erzeugt werden (Durchmesser der Abgabeöffnung 35 µm; Widerstand des wärmeerzeugenden Widerstandes 150 Ω; Steuerspannung 30 V; Frequenz 2 kHz). In sämtlichen Tests werden ausgezeichnete Ergebnisse erzielt.

Beispiel 3

C.I.-Direktgelb 86
5 Gewichtsteile
Polyäthylenglykol (durchschnittliches Molekulargewicht 300)	10 Gewichtsteile
Sulfolan	15 Gewichtsteile
1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon	10 Gewichtsteile
Wasser	60 Gewichtsteile

Aus den vorstehenden Bestandteilen wird gemäß Beispiel 1 eine Aufzeichnungsflüssigkeit hergestellt. Ein Faserschreiber wird mit dieser Flüssigkeit gefüllt. Es werden Schreibversuche auf einem Papier mittlerer Qualität durchgeführt. Die Wasserfestigkeit der Schrift wird untersucht. Ferner wird die Kappe des Faserschreibers entfernt und die Schreiberspitze 24 Stunden offen stehengelassen. Anschließend werden die Schreibeigenschaften untersucht.

Die Aufzeichnungsflüssigkeit erweist sich sowohl in bezug auf Wasserfestigkeit als auch auf die Schreibeigenschaften nach längerem Stehenlassen als ausgezeichnet.

Beispiele 4 bis 13

Aus den in Tabelle II aufgeführten Bestandteilen werden gemäß Beispiel 1 Aufzeichnungsflüssigkeiten hergestellt und den Tests T₁ bis T₅ unterworfen. In Tabelle II bedeuten die in runden Klammern angegebenen Zahlenwerte die Gewichtsanteile.

Diese Aufzeichnungsflüssigkeiten führen durchweg zu guten Ergebnissen in bezug auf Langzeitlagerstabilität, Aufzeichnungseigenschaften, Fixierbarkeit und Klarheit der aufgezeichneten Bilder.

Tabelle II

Beispiel 14

C.I.-Food Black 2
3 Gewichtsteile
Polyäthylenglykolmonomethyläther (durchschnittliches Molekulargewicht 210-240)	15 Gewichtsteile
Diäthylenglykol	15 Gewichtsteile
N-Methyl-2-pyrrolidon	15 Gewichtsteile
Wasser	52 Gewichtsteile

Aus den vorstehenden Bestandteilen wird gemäß Beispiel 1 eine Aufzeichnungsflüssigkeit hergestellt und den Tests T₁ bis T₅ unterzogen. Bei sämtlichen Tests werden gute Ergebnisse erzielt.

Beispiel 15

Polyäthylenglykolmonomethyläther (durchschnittliches Molekulargewicht 210-240)
10 Gewichtsteile
Sulfolan	10 Gewichtsteile
N-Methyl-2-pyrrolidon	20 Gewichtsteile
C.I.-Food Black 2	3 Gewichtsteile
Wasser	57 Gewichtsteile

Aus den vorstehenden Bestandteilen wird gemäß Beispiel 1 eine Aufzeichnungsflüssigkeit hergestellt und den Tests T₁ bis T₅ unterzogen, wobei ein nach Bedarf arbeitender Mehrfachkopf verwendet wird, bei dem durch thermische Energie im Aufzeichnungskopf Flüssigkeitströpfchen erzeugt werden (Durchmesser der Abgabeöffnung 35 µm; Widerstand des wärmeerzeugenden Widerstandes 150 Ω; Steuerspannung 30 V; Frequenz 2 kHz). Bei sämtlichen Tests werden ausgezeichnete Ergebnisse erzielt.

Beispiel 16

C.I.-Food Black 2
5 Gewichtsteile
Polyäthylenglykol (durchschnittliches Molekulargewicht 300)	10 Gewichtsteile
Sulfolan	15 Gewichtsteile
1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon	10 Gewichtsteile
Wasser	60 Gewichtsteile

Aus den vorstehenden Bestandteilen wird gemäß Beispiel 1 eine Aufzeichnungsflüssigkeit hergestellt. Ein Faserschreiber wird mit dieser Flüssigkeit gefüllt. Auf Papier mittlerer Qualität werden Schreibversuche durchgeführt. Die Wasserfestigkeit wird untersucht. Ferner wird die Kappe des Schreibers entfernt und die Schreiberspitze 24 Stunden offen stehengelassen. Anschließend werden die Schreibeigenschaften untersucht.

Die Aufzeichnungsflüssigkeit erweist sich sowohl in bezug auf Wasserfestigkeit als auch in bezug auf die Schreibeigenschaften nach längerem Stehenlassen als ausgezeichnet.

Beispiele 17 bis 26

Aus den in Tabelle III aufgeführten Bestandteilen werden gemäß Beispiel 1 Aufzeichnungsflüssigkeiten hergestellt und den Tests T₁ bis T₅ unterzogen. In Tabelle III geben die in runden Klammern angegebenen Zahlen die Gewichtsanteile wieder.

Diese Aufzeichnungsflüssigkeiten führen zu guten Ergebnissen in bezug auf Langzeitlagerstabilität, Aufzeichnungseigenschaften, Fixierbarkeit und Klarheit der aufgezeichneten Bilder.

Tabelle III

Wie vorstehend bereits erwähnt, besitzen die erfindungsgemäßen Aufzeichnungsflüssigkeiten folgende Vorteile:

(1) Sie besitzen über längere Lagerzeiten hinweg eine gute Stabilität und verursachen keine Schwierigkeiten durch Verstopfen der Abgabeöffnungen.
(2) Sie ermöglichen eine stabile Abgabe und sind gegen Schwankungen der Temperatur und der Abgabebedingungen weitgehend unempfindlich.
(3) Eine Fixierung auf der Aufzeichnungsunterlage erfolgt rasch. Das erhaltene Bild ist klar.
(4) Die aufgezeichneten Bilder besitzen eine gute Wasserfestigkeit und Lichtbeständigkeit.
(5) Die Aufzeichnungsflüssigkeiten sind sicher in der Anwendung und führen nicht zur Korrosion von damit in Berührung kommenden Materialien (Gefäße, Dichtungen und dergleichen).

Versuchsbericht

Es werden Versuche durchgeführt, um den Einfluß der Lösungsmittelkomponenten auf die Eigenschaften und das Druckverhalten der Tinten zu untersuchen.

Folgende Bewertungen werden vorgenommen:

1. Verhalten in der Druckanlaufphase

Die Tinte wird in den in nachstehender Tabelle angegebenen Drucker gegeben. Ein Druckvorgang auf Papier wird durchgeführt, um die einwandfreie Abgabe der Tinte aus den einzelnen Düsen zu bestätigen. Anschließend läßt man die Druckköpfe ohne Verschluß der Düsenspitzen unter Umgebungsbedingungen (20 bis 25°C, 60 bis 70% relative Luftfeuchtigkeit) 10 Minuten stehen. Sodann wird der Druckvorgang wieder aufgenommen. Das Verhalten in der Druckanfangsphase wird als "gut" bewertet, wenn sämtliche Düsen vor dem Drucken von 500 Punkten ihr Abgabeverhalten wiedergewonnen haben. Ansonsten wird die Bewertung "schlecht" erteilt.

2. Verhinderung von Ablagerungen (Krustenbildungen)

Die Tinte wird in den in nachstehender Tabelle angegebenen Drucker gegeben. Ein Druckvorgang auf Papier wird durchgeführt, um die einwandfreie Abgabe der Tinte aus den einzelnen Düsen zu bestätigen. Anschließend werden die Druckköpfe ohne Verschluß der Düsenspitzen in einem Trockenschrank zwei Tage bei 60°C stehengelassen. Sodann wird eine Pumpe zur Wiederherstellung der Druckkopffunktion wiederholt eingesetzt. Das Verhalten in bezug auf eine Verhinderung von Ablagerungen wird als "gut" bezeichnet, wenn sämtliche Düsen ihr vorheriges Abgabeverhalten vor Durchführung von 10 Pumpvorgängen wieder gewonnen haben. Ansonsten wird die Bewertung "schlecht" erteilt.

3. Langzeitlagerstabilität

Die Tests wurden gemäß den Angaben für den Test T₁ in der Beschreibung durchgeführt. Auch die Bildung von suspendierten Bestandteilen wird durch visuelle Beobachtung geprüft.

4. Abgabestabilität

Die Tests wurden gemäß den Angaben für den Test T₂ in der Beschreibung durchgeführt. Der Anteil an nicht normal ausgeführten Druckpunkten wird bestimmt.

5. Geruch

Es wird eine organoleptische Prüfung der in einem Becherglas befindlichen Tinte durchgeführt.

6. Verlaufen der Tinte

Der in der nachstehenden Tabelle angegebene Drucker wird mit Tinte beschickt. Ein Druckvorgang auf Papier wird durchgeführt. Das Ausmaß von Verlauferscheinungen wird durch visuelle Betrachtung geprüft. Durch das Verlaufen der Tinte entlang den Papierfasern entsteht an den Druckpunkten ein "federähnliches" Bild an den Rändern. Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle zusammengestellt.

Tabelle

Vergleich der Tinteneigenschaften

Aus den vorstehenden Untersuchungen geht hervor, daß nur die Tinten, in denen die erfindungsgemäße Kombination von Lösungsmittelkomponenten verwirklicht ist, in sämtlichen Bewertungspunkten zu zufriedenstellenden Ergebnissen führen.

Claims

1. Aufzeichnungsflüssigkeit, enthaltend C.I.-Direktgelb 86 (C.I. 29 325), C.I.-Food Black 2 (C.I. 27 755) oder Gemische davon als Aufzeichnungsmittel und ein flüssiges Medium zum Lösen oder Dispergieren des Aufzeichnungsmittels, wobei das flüssige Medium folgende Bestandteile, jeweils angegeben in Gew.-%, bezogen auf die Aufzeichnungsflüssigkeit, enthält:
1 bis 40 Gew.-% Diäthylenglykol,
10 bis 90 Gew.-% Wasser und
gegebenenfalls Additive, wie Mittel zur Pilzbekämpfung und Mittel zur Einstellung der Viskosität, der Oberflächenspannung und des Widerstandes, gekennzeichnet durch

- eine Farbstoffkonzentration von 0,1 bis 20 Gew.-% und durch folgende weitere Bestandteile des flüssigen Mediums,
- (A) einen Gehalt an Polyäthylenglykol und/oder Polyäthylenglykolmonomethyläther in einer Konzentration von 1 bis 30 Gew.-%,
- (B) Sulfolan als teilweiser oder vollständiger Ersatz für das Diäthylenglykol und
- (C) N-Methyl-2-pyrrolidon und/oder 1,3-Dimethyl-2- imidazolidinon in einer Konzentration von 1 bis 40 Gew.-%.

2. Aufzeichnungsflüssigkeit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Farbstoffkonzentration von 0,5 bis 15 und vorzugsweise von 1 bis 10 Gew.-%.

3. Aufzeichnungsflüssigkeit nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

(A) in einer Konzentration von 5 bis 20 Gew.-%,
(B) in einer Konzentration von 5 bis 30 Gew.-%,
(C) in einer Konzentration von 5 bis 30 Gew.-% und
(D) Wasser in einer Konzentration von 10 bis 70 Gew.-%.

4. Aufzeichnungsflüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem Polyäthylenglykolmonomethyläther mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 210 bis 240.

5. Aufzeichnungsflüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem Polyäthylenglykol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 300.