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Die vorliegende Erfindung betrifft
hochlichtechte gelbe Zusammensetzungen und deren Verwendung beim
Tintenstrahldruck. Dabei handelt es sich um ein berührungsloses
(„Non-Impact") Druckverfahren,
bei dem Tröpfchen
farbiger Flüssigkeiten
durch Herausschießen
aus einer feinen Düse
auf ein Substrat aufgebracht werden, ohne daß dabei die Düse mit dem
Substrat in Berührung
kommt.
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Der Tintenstrahldruck ist ein vergleichsweise
billiges Verfahren zur Erzeugung von mehrfarbigen Bildern, wie man
sie z. B. aus digitalen Quellen wie elektronischen Kameras, Skandiergeräten und
dem Internet erhält.
Zum Drucken von Farbbildern im Büro
oder zu Hause ist die Verwendung von Tintenstrahldruckern mittlerweile
etwas ganz Alltägliches.
Allerdings hat der Tintenstrahldruck gegenüber der herkömmlichen
Photographie auf Basis von Silberhalogenid den großen Nachteil,
daß die
dabei erzeugten Bilder im normalen Tageslicht ziemlich schnell verblassen.
Es gilt, die Lichtechtheitseigenschaften der Drucke zu verbessern,
damit sich die gedruckten Bilder nicht mit der Zeit verfärben oder
ins Nichts auflösen.
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Aus der EP-PS 651,037 ist eine Tintenstrahldrucktinte
bekannt, die CI Direct Yellow 86 und CI Direct Yellow 132 im Verhältnis von
1 : 3 bis 3 : 1 enthält.
Der Schrift ist jedoch kein Hinweis darauf zu entnehmen, daß die Tinte
gegenüber
ihren einzelnen Bestandteilen eine verbesserte Lichtechtheit zeigt.
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- (a) einen Farbstoff der Formel
I
in der X und Y jeweils aus
der Reihe Wasserstoffatom, Alkylgruppe, Alkoxygruppe und Halogen
ausgewählt sind,
Z eine Alkanolamingruppe bedeutet, M aus der Reihe Alkalimetallkation,
quartäres
Ammoniumkation, quartäres
Phosphoniumkation und Alkanolaminkation ausgewählt ist und j und k jeweils
eine Zahl von 0 bis 3 bedeuten, und
- (b) mindestens einen Farbstoff der Formel II in der Z und M jeweils die
gleiche Bedeutung wie in der Formel I haben und 1 und m jeweils
eine Zahl von 0 bis 3 bedeuten, oder einen Farbstoff der Formel
III in der X, Y und M die gleiche
Bedeutung wie in der Formel I haben, enthält.
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Aus
JP
59008775 (Derwent Abstract AN 1984-051532, XP 002140405)
ist eine gelbe Tintenstrahldrucktinte bekannt, die unter (a) einem
Farbstoff der Formel IV
in der X
1 und
X
2 jeweils -CH
3,
-C
2H
5, -OH, -OCH
3 oder -OC
2H
5 und in der Y
1 und
Y
2 bedeuten und (b) einem durch
Umsetzung der -OH- und/oder -NH
2-Gruppe
der Formel IV mit Ethylenoxid, Propylenoxid, Oxazolin, Ethylenimin
oder 1-(2-Hydroxyethyl)ethylenimin hergestellten modifizierten Farbstoff
ausgewählt
ist.
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Aus der
US-PS 5,374,301 ist ein im Tintenstrahldruckverfahren
hochnaßfeste
Drücke
erzeugender Farbstoff bekannt, der der Formel V
entspricht, wobei Ar und
Ar
1 unabhängig voneinander jeweils Aryl
oder substituiertes Aryl bedeuten, mit der Maßgabe, daß mindestens einer der Reste
Ar und Ar
1 mindestens einen unter -COOH
und -COSH ausgewählten
Substituenten aufweist; J und J
1 entsprechen
unabhängig
voneinander jeweils den Formeln VI, VII und VIII
wobei R
5 unabhängig voneinander
unter H, Alkyl, substituiertem Alkyl, Alkoxy, Halogen, -CN, Ureido
und -NHCOR
6 ausgewählt ist; R
6 für H, Alkyl,
substituiertes Alkyl, Aryl, substituiertes Aryl, Aralkyl oder substituiertes
Aralkyl steht; T unabhängig
voneinander jeweils Alkyl bedeutet; W unabhängig voneinander jeweils unter H,
-CN, -CONR
10R
11 pyridinium
und -COOH ausgewählt
ist; m
1 jeweils C
2-8-Alkylen
bedeutet; B für
H, Alkyl oder -COOH steht; R
1, R
2, R
3, R
4,
R
10 und R
11 unabhängig voneinander
jeweils für
H, Alkyl oder substituiertes Alkyl stehen; L eine zweiwertige Verknüpfungsgruppe
bedeutet; n für
0 oder 1 steht; X unabhängig
voneinander jeweils Carbonyl oder eine Gruppe der Formeln IX, X
oder XI
bedeutet, wobei Z
1 für
-OR
7, -SR
7 oder
-NR
8R
9 steht; Y
3 für
H, Cl, CN oder Z steht; E für
Cl oder CN steht; R
7, R
8 und
R
9 unabhängig
voneinander jeweils H, Alkenyl, substituiertes Alkenyl, Alkyl, substituiertes
Alkyl, Aryl, substituiertes Aryl, Aralkyl oder substituiertes Aralkyl
bedeuten oder R
8 und R
9 zusammen
mit dem sie verbindenden Stickstoffatom einen 5- oder 6gliedrigen
Ring bilden, mit der Maßgabe,
daß
- (i) ein keine -SO3H-Gruppen
enthaltender Farbstoff der Formel V mindestens zwei unter -COOH
und -COSH ausgewählte
Gruppen aufweist und
- (ii) die Farbstoffe der Formel V mindestens genauso viele unter
-COOH und -COSH oder -SO3H-Gruppen aufweisen.
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Es wurden nun gefunden, daß eine zwei
bestimmte, im folgenden definierte gelbe Farbstoffe in einem bestimmten
Mischverhältnisbereich
enthaltende Zusammensetzung nach dem Aufdruck auf eine kommerziell erhältliche
Glanzfolie der Seiko Epson Corporation gegenüber den Einzelfarbstoffen eine
bessere Lichtechtheit zeigt. Die Lichtechtheit ist zwar noch nicht
so gut wie die der photographischen Silberhalogenid aufnahmen, die
Zusammensetzung bedeutet jedoch trotzdem einen technischen Fortschritt
in Richtung verbesserter Lichtechtheit.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist zum einen eine Zusammensetzung, zumindest teilweise bestehend
aus einer Verbindung der Formel (1) und einer Verbindung der Formel
(2) oder Salzen davon:
wobei
das Gewichtsverhältnis
der Verbindung der Formel (1) zu der Verbindung der Formel (2) 1
: 3,9 bis 1 : 1 beträgt.
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Vorzugsweise beträgt das Gewichtsverhältnis der
Verbindung der Formel (1) zu der Verbindung der Formel (2) 1 : 3,5
bis 1 : 1 und insbesondere 1 : 3 bis 1 : 1.
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Der Farbstoff der Formel (1) ist
unter der Bezeichnung C. I. Direct Yellow 86 bekannt und ist von
mehreren im Colour Index aufgeführten
Quellen kommerziell erhältlich,
unter anderem auch von der Avecia Limited.
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Den Farbstoff der Formel (2) kann
man nach dem Verfahren gemäß der
US-PS 5,268,459 , Beispiel
6, herstellen.
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Bevorzugte Salze sind Alkalimetallsalze,
insbesondere Lithium-, Natrium- und Kaliumsalze, Ammonium- und substituierte
Ammoniumsalze. Besonders bevorzugte Salze sind Salze mit Ammoniak,
einem organischen Amin oder einem quartären Amin (z. B. (CH3)4N+).
Die Farbstoff e können
nach bekannten Verfahren in ein Salz überführt werden. So kann man beispielsweise
ein Alkalimetallsalz eines Farbstoffs dadurch in ein Salz mit Ammoniak
oder einem Amin überführen, indem
man ein Alkalimetallsalz des Farbstoffs in Wasser löst, mit
einer Mineralsäure
ansäuert
und die Lösung
mit Ammoniak oder dem Amin auf pH 9 bis 9,5 einstellt und die Alkalimetallkationen
durch Dialyse entfernt.
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Die Farbstoffe können gegebenenfalls auch in
tautomeren Formen vorliegen, die sich von denen in dieser Schrift
gezeigten unterscheiden. Diese Tautomere werden von dem Schutzbereich
der gültigen
Ansprüche
mitumfaßt.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist zum zweiten eine flüssige
Zusammensetzung, zumindest teilweise bestehend aus einer Verbindung
der Formel (1), einer Verbindung der Formel (2) und einem flüssigen Medium.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform
besteht diese flüssige
Zusammensetzung zumindest teilweise aus:
- (a)
0,01 bis 30 Teilen einer Zusammensetzung, zumindest teilweise bestehend
aus einer Verbindung der Formel (1) und einer Verbindung der Formel
(2), und
- (b) 70 bis 99,99 Teilen eines flüssigen Mediums,
wobei
alle Teile Gewichtsteile sind und sich die Teile (a) + (b) auf 100
summieren.
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Die Anzahl der Teile der Komponente
(a) liegt vorzugsweise bei 0,1 bis 20, besonders bevorzugt bei 0,5
bis 15 und insbesondere bei 1 bis 5 Teilen. Die Anzahl der Teile
der Komponente (b) liegt bevorzugt bei 99,9 bis 80, besonders bevorzugt
bei 99,5 bis 85 und insbesondere bei 99 bis 95 Teilen.
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Das bevorzugte Gewichtsverhältnis der
Verbindungen (1) und (2) entspricht der Beschreibung vom ersten
Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
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Vorzugsweise liegt die Komponente
(a) vollständig
gelöst
in der Komponente (b) vor. Vorzugsweise hat die Komponente (a) eine
Löslichkeit
in Komponente (b) von mindestens 10% bei 20°C. Dies erlaubt die Herstellung
von Konzentraten, die sich zu Tinten verdünnen lassen, und vermindert
bei Verdunsten des flüssigen
Mediums bei der Lagerung die Gefahr von Farbstoffausscheidungen.
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Zu bevorzugten flüssigen Medien zählen Wasser,
eine Mischung aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel und ein wasserfreies
organisches Lösungsmittel.
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Besteht das flüssige Medium zumindest teilweise
aus einer Mischung aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel,
so liegt das Gewichtsverhältnis
von Wasser zu organischem Lösungsmittel
vorzugsweise bei 99 : 1 bis 1 : 99, besonders bevorzugt bei 99 :
1 bis 50 : 50 und insbesondere bei 95 : 5 bis 80 : 20.
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Vorzugsweise verwendet man bei einer
Mischung aus Wasser und organischem Lösungsmittel als organisches
Lösungsmittel
ein mit Wasser mischbares organisches Lösungsmittel oder eine Mischung
solcher Lösungsmittel.
Zu bevorzugten mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln
zählen
C1-8-Alkanole, vorzugsweise Methanol, Ethanol,
n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, sec.-Butanol, tert.-Butanol,
n-Pentanol, Cyclopentanol und Cyclohexanol; lineare Amide, vorzugsweise
Dimethylformamid oder Dimethylacetamid; Ketone und Ketonalkohole,
vorzugsweise Aceton, Methyletherketon, Cyclohexanon und Diacetonalkohol;
mit Wasser mischbare Ether, vorzugsweise Tetrahydrofuran und Dioxan;
Diole, vorzugsweise Diole mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, z. B.
1,5-Pentandiol, Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Pentylenglykol,
Hexylenglykol und Thiodiglykol und Oligo- und Polyalkylenglykole,
vorzugsweise Diethylenglykol, Triethylenglykol, Polyethylenglykol
und Polypropylenglykol; Triole, vorzugsweise Glycerin und 1,2,6-Hexantriol;
Mono-C1-4-alkylether
von Diolen, vorzugsweise Mono-C1-4-alkylether
von Diolen mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, insbesondere 2-Methoxyethanol,
2-(2-Methoxyethoxy)ethanol, 2-(2-Ethoxyethoxy)ethanol, 2-[2-(2-Methoxyethoxy)ethoxy]ethanol,
2-[2-(2-Ethoxyethoxy)ethoxy]-ethanol
und Ethylenglykolmonoallylether; cyclische Amide, vorzugsweise 2-Pyrrolidon,
N-Methyl-2-pyrrolidon,
N-Ethyl-2-pyrrolidon, Caprolactam und 1,3-Dimethylimidazolidon; cyclische
Ester, vorzugsweise Caprolacton; Sulfoxide, vorzugsweise Dimethylsulfoxid
und Sulfolan. Vorzugsweise besteht das flüssige Medium zumindest teilweise
aus Wasser und 2 oder mehr, insbesondere 2 bis 8, wasserlöslichen
organischen Lösungsmitteln.
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Beispiele für weitere geeignete Inkmedien,
die zumindest teilweise aus einer Mischung aus Wasser und einem
oder mehreren organischen Lösungsmitteln
bestehen, sind in
US 4,963,189 ,
US 4,703,113, US 4,626,284 und EP 4,251,50A beschrieben.
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Besteht das flüssige Medium zumindest teilweise
aus einem wasserfreien, d.h. weniger als 1 Gew.-% Wasser enthaltenden,
organischen Lösungsmittel,
so hat das Lösungsmittel
vorzugsweise einen Siedepunkt von 30° bis 200°C, besonders bevorzugt von 40° bis 150°C und insbesondere
von 50 bis 125°C.
Als organisches Lösungsmittel
kommt dabei ein nicht mit Wasser mischbares, ein mit Wasser mischbares
oder eine Mischung solcher Lösungsmittel
in Frage. Bevorzugte mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel
sind alle vorstehend beschriebenen mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel
und deren Mischungen. Zu bevorzugten mit Wasser nicht mischbaren
Lösungsmitteln
zählen
beispielsweise aliphatische Kohlenwasserstoffe; Ester, vorzugsweise
Ethylacetat; chlorierte Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise CH2Cl2; und Ether,
vorzugsweise Diethylether; und deren Mischungen.
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Besteht das flüssige Medium zumindest teilweise
aus einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel,
dann ist es zweckmäßig als
solches ein polares Lösungsmittel
zu wählen,
da dies die Löslichkeit
des Farbstoffs im flüssigen
Medium erhöht.
Zu Beispielen für
polare Lösungsmittel
zählen
C1-4-Alkohole. Angesichts der vorstehend
genannten Bevorzugungen ist es insbesondere bevorzugt, daß ein aus
wasserfreiem organischen Lösungsmittel
bestehendes flüssiges
Medium zumindest teilweise aus einem Keton, insbesondere Methylethylketon,
und/oder einem Alkohol, insbesondere C1-4-Alkanol
und besonders bevorzugt Ethanol oder Propanol, besteht.
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Bei dem wasserfreien organischen
Lösungsmittel
kann es sich um ein einzelnes organisches Lösungsmittel oder um eine Mischung
aus zwei oder mehr organischen Lösungsmitteln
handeln. Bevorzugt kommt bei einem aus wasserfreiem organischen
Lösungsmittel
bestehenden Medium dafür
eine Mischung aus 2 bis 5 unterschiedlichen organischen Lösungsmitteln
in Frage. Dies ermöglicht
die Auswahl eines Mediums, mit dem man das Trocknungsverhalten und
die Lagerstabilität
der Tinte gezielt beeinflussen kann.
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Besteht das flüssige Medium aus einem wasserfreien
organischen Lösungsmittel,
so liegen die Verbindungen der Formel (1) und (2) vorzugsweise in
Form eines Salzes mit einem lipophilen Amin vor.
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Als Komponente (b) ein wasserfreies
organisches Lösungsmittel
enthaltende flüssige
Zusammensetzungen eignen sich besonders zur Erzielung von schnellen
Trocknungszeiten und insbesondere für den Druck auf hydrophobe
und nicht saugfähige
Substrate, wie z. B. Kunststoffe, Metall und Glas.
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Die Zusammensetzung kann außerdem noch
herkömmliche
Zusatzstoffe zu Tintenstrahldrucktinten enthalten, wie z. B. Viskositäts- und
Oberflächenspannungsregulatoren,
Korrosionsinhibitoren, Biozide, z. B. Proxel der Avecia Ltd, die
Kogation vermindernde Additive und sowohl ionische als auch nichtionische
Tenside.
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Vorzugsweise ist die flüssige Zusammensetzung
filtriert, und zwar über
einen Filter mit einer mittleren Porenweite von weniger als 10 μm, bevorzugt
weniger als 5 μm,
insbesondere weniger als 2 μm
und besonders bevorzugt weniger als 1 μm. Auf diese Weise werden teilchenförmige Bestandteile
entfernt, die sonst die in Tintenstrahldruckern eingesetzten feinen
Düsen verstopfen
würden.
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Vorzugsweise weist die flüssige Zusammensetzung
eine Viskosität
von weniger als 20 cp, bevorzugt von weniger als 10 cp und insbesondere
von weniger als 5 cp bei 20°C
auf.
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Vorzugsweise werden die Verbindungen
der Formel (1) und (2) entweder vor oder nach Einarbeitung in einer
erfindungsgemäßen Zusammensetzung
durch Umkehrosmose, Ultrafiltration, Ionenaustausch oder eine Kombination
davon gereinigt.
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Die flüssigen Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden
Erfindung erweisen sich beim Druck von Bildern auf glänzenden
Medien der Seiko Epson überraschenderweise
den nur eine der Verbindungen enthaltenden Zusammensetzungen und
den die Farbstoffe in abweichenden Verhältnissen enthaltenden Zusammensetzungen überlegen.
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Vorzugsweise hat die flüssige Zusammensetzung
einen gelben Farbton.
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Die Erfindung betrifft nach einem
weiteren Gegenstand ein Verfahren zum Aufdrucken eines hochlichtechten
Bildes auf ein Substrat, bei dem man darauf eine flüssige Zusammensetzung
gemäß dem zweiten
erfindungsgemäßen Gegenstand
mit einem Tintenstrahldrucker aufdruckt.
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Vorzugsweise wird die Zusammensetzung
von dem Tintenstrahldrucker auf das Substrat in Form von Tröpfchen aus
einer kleinen Öffnung
herausgeschossen. Bevorzugte Tintenstrahldrucker sind piezoelektrische Tintenstrahldrucker
und thermische Tintenstrahldrucker. Bei thermischen Tintenstrahldruckern
werden auf die in einem Vorratsspeicher enthaltene Zusammensetzung
durch einen öffnungsnahen
elektrischen Widerstand programmierte Pulse thermischer Energie
ausgeübt
und dadurch die Zusammensetzung in Form von kleinen Tröpfchen direkt
in Richtung des Substrats im Laufe einer relativen Bewegung zwischen
Substrat und Öffnung herausgeschossen.
Bei piezoelektrischen Tintenstrahldruckern wird das Herausschießen der
Zusammensetzung aus der Öffnung
durch das Oszillieren eines kleinen Kristalls bewirkt.
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Vorzugsweise wählt man als Substrat eine Glanzfolie,
insbesondere eine Glanzfolie der Seiko Epson Corporation.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ferner ein mit der vorstehend definierten Zusammensetzung bedrucktes
Glanzpapier.
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Die Erfindung betrifft zudem eine
gegebenenfalls wiederauffüllbare
Tintenstrahldruckerkartusche, enthaltend eine flüssige Zusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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In den folgenden Beispielen wird
die Erfindung näher
erläutert,
wobei sich alle Teile, Prozentsätze
und Verhältnisse,
soweit nicht anders vermerkt, auf das Gewicht beziehen.
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Beispiel 1
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Zur Herstellung von Tinten wurden
0,4 g Farbstoffmischung in einer Mischung aus Wasser (7,5 g), Butylcarbitol
(1 g), Glycerin (1 g) und SurfynolWZ 465
(0,1 g) durch Beschallung gelöst.
Der pH-Wert wurde mit NaOH auf 9,5 eingestellt. Die entstandenen
Gemische wurden über
ein 0,45 μM-Filter
filtriert und die dabei entstandenen Tinten in eine Kammer einer
dreikammerigen Tintenstrahldruckerkartusche der Seiko Epson Corporation
eingefüllt.
Die Farbstoffmischungen enthielten die verschiedenen Verhältnisse
von Farbstoff 2 : Farbstoff 1 gemäß der folgenden Tabelle 1.
Diese Tinten wurden in die Tintenstrahldruckerkartusche eingefüllt. Die
Kartusche wurde anschließend
in den Tintenstrahldrucker Stylus Pro der Seiko Epson Corporation
geladen. Die Tinten wurden auf Glanzfolie der Seiko Epson Corporation
(„SGF") gedruckt. Nach
dem Trocknen wurden die Drucke jeweils halb abgedeckt, in das Bewitterungsgerät Atlas
Ci35a eingebracht und 50 Stunden lang bestrahlt. Nach dem Entnehmen
der Drucke wurde jeweils die Lichtechtheit als die Farbdifferenz ΔE zwischen
dem bestrahlten und dem nicht bestrahlten Teil mit dem Spektraldensitometer
X-Rite 938 gemessen. Dabei bedeutet ein kleinerer ΔE-Wert eine höhere Lichtechtheit.
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Zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeitsechtheit
wurden die Drucke jeweils 16 Stunden lang einer feuchten Atmosphäre bei 60°C ausgesetzt
und anschließend
auf der Skala von 1 bis 5, auf der 5 = sehr gut und 1 = schlecht
bedeutet, benotet.
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Die Ergebnisse sind in der folgenden
Tabelle 1 aufgeführt,
wobei L, a, b die Farbwerte, C Chroma, H Farbton und ROD die optische
Dichte des Drucks bezeichnen. Bei DY132 handelt es sich um C. I.
Direct Yellow 132 (ein Vergleichsbeispiel).
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Beispiel 2 – Weitere Tinten Analog kann
man die in den Tabellen 2 und 3 beschriebenen Tinten herstellen,
wobei die in der ersten Spalte beschriebene Zusammensetzung das
Verhältnis
Farbstoff 1 : Farbstoff 2 anzeigt. Die Angaben ab Spalte 2 beziehen
sich auf die Anzahl der Teile des betreffenden Einsatzstoffs, wobei
sich Teile und Verhältnisse
allesamt auf das Gewicht beziehen. Die Tinten kann man sowohl im
thermischen als auch im piezoelektrischen Tintenstrahldruckverfahren
auf Papier aufbringen.
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Dabei bedeuten in den Tabellen 1
bis 3:
PG = Propylenglykol
DEG = Diethylenglykol
NMP
= N-Methylpyrrolidon
DMK = Dimethylketon
IPA = Isopropanol
MEOH
= Methanol
2P = 2-Pyrrolidon
MIBK = Methylisobutylketon
P12
= Propan-1,2-diol
BDL = Butan-2,3-diol
CET = Cetylammoniumbromid
PHO
= Na
2HPO
4 und
TBT
= tertiäres
Butanol
TDG = Harnstoff