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Diese Erfindung betrifft Tinten für den Tintenstrahldruck,
die Bilder mit guter Lichtechtheit und einem verbesserten Farbton-Umfang
liefern.
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Der Tintenstrahldruck ist eine aufschlagfreie
Methode zur Erzeugung von Bildern durch Abscheidung von Tintentröpfchen in
Pixel-um-Pixel-Weise auf ein Bildaufzeichnungselement aufgrund digitaler
Signale. Es gibt verschiedene Methoden, die dazu angewandt werden
können,
um die Abscheidung von Tintentröpfchen auf
dem Bildaufzeichnungselement zu steuern, um das gewünschte Bild
zu erhalten. Im Falle eines Verfahrens, bekannt als kontinuierliches
Tintenstrahlverfahren, wird ein kontinuierlicher Strom von Tröpfchen aufgeladen
und in bildweiser Form auf die Oberfläche des Bildaufzeichnungselementes
abgelenkt, während
Tröpfchen,
die nicht der Bildaufzedichnung dienen, eingefangen und in den Tintensumpf
zurückgeführt werden.
Im Falle eines anderen Verfahrens, bekannt als Drop-on-Demand-Tintenstrahl-Verfahren
werden einzelne Tintentröpfchen
in dem benötigten
Maße auf
das Bildaufzeichnungselement unter Erzeugung des gewünschten
Bildes projiziert. Zu üblichen
Methoden der Steuerung der Projektion von Tintentröpfchen nach
dem Drop-on-Demand-Druck gehören
piezoelektrische Wandler und die thermische Bläschenformation. Tintenstrahldrucker haben
eine breite Anwendung auf Märkten
gefunden, die reichen von der industriellen Etikettierung bis zum Kurzlaufdruck,
bis zur Desktop-Dokumentaufzeichnung und Bildaufzeichnung. Die Tinten,
die in den verschiedenen Tintenstrahldruckern verwendet werden,
lassen sich einteilen als solche, auf Farbstoffbasis oder Pigmentbasis.
Ein Farbstoff ist ein Färbemittel,
das in dem Trägermedium
gelöst
wird. Ein Pigment ist ein Färbemittel,
das in dem Trägermedium
unlöslich
ist, das jedoch in Form kleiner Teilchen dispergiert oder suspendiert wird,
oftmals stabilisiert, um eine Flokkulation und ein Absitzen zu vermeiden,
durch Verwendung von Dispergiermitteln. Das Trägermedium kann bei Raumtemperatur
in beiden Fällen
flüssig
oder fest sein. Zu üblicherweise
verwendeten Träger medien
gehören
Wasser, Mischungen von Wasser und organischen Co-Lösungsmitteln
und hochsiedende organische Lösungsmittel,
wie Kohlenwasserstoffe, Ester, Ketone usw.
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Im Falle von wässrigen Tinten auf Farbstoffbasis
müssen
die Farbstoffe ausreichend in Wasser löslich sein, um eine Lösung herstellen
zu können,
die eine adäquate
Dichte auf dem Empfangselement erzeugt und sie müssen über längere Aufbewahrungszeiträume hinweg
stabil sein, ohne sich abzusetzen. Ein Tintenstrahldruck von hoher
Qualität
mit Tinten auf Farbstoffbasis erfordert Farbstoffe, die sowohl einen
kräftigen
Farbton als auch eine gute Lichtechtheit liefern.
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Um vollfarbige Drucke durch den Tintenstrahldruck
zu erzeugen, werden normalerweise Sätze von Tinten mit mindestens
einer blaugrünen,
purpurroten und gelben Tinte verwendet. Zusätzlich wird oftmals eine schwarze
Tinte verwendet, um den Druck eines Textes zu fördern und um Farben dunkler
zu machen. Der Bereich von Farben, der mit einem vorgegebenen Satz
von Tinten erzeugt werden kann, definiert den Farbton-Umfang des
Tintensatzes. Für
die Herstellung von photorealistischen Bildern einer hohen Qualität durch den
Tintenstrahldruck werden Tintensätze
mit einem großen
Farbton-Umfang bevorzugt. Zusätzlich
ist es wichtig, dass die Tintensätze
Bilder produzieren, die eine gute Echtheit, insbesondere gegenüber Licht,
aufweisen.
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Die Auswahl der Färbemittel in Tintenstrahlsystemen
ist kritisch sowohl bezüglich
der Lichtechtheit als auch des Farbton-Umfanges. Der Farbton-Umfang
eines Tintensatzes wird primär
gesteuert durch die spektralen Absorptionscharakteristika der einzelnen
Farbstoffe. Die primären
Farbstoffe (Blaugrün,
Purpurrot und Gelb) sollten lediglich Licht der benötigten Wellenlängen absorbieren
(d.h. sie sollten relativ enge Absorptionsbanden aufweisen) und
sie sollen nicht die Farbstoffe in den komplementären Tinten übermäßig überlappen. Obgleich
es viele Farbstoffe mit kräftigen
Farbtönen
gibt, die für
den Tintenstrahldruck geeignet sind, haben viele eine schlechte
Lichtechtheit. Umgekehrt haben viele lichtstabile Farbstoffe, die
sich für
den Tintenstrahldruck eignen, breite Absorptionsbanden und liefern
trübe Farben
und erzeugen einen begrenzten Farbton-Umfang.
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Die US-A-5 851 273 bezieht sich auf
einen Satz von Tinten, der umfasst Direct Yellow 132, Magenta 377,
Direct Blue 199 und gegebenenfalls Reactive Black 31 mit guter Lichtechtheit
und gutem Farbton. Es besteht jedoch ein Problem im Falle dieses
Tintensatzes deshalb, weil der Farbton-Umfang nicht so groß wie erwünscht ist.
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Es ist ein Ziel dieser Erfindung
einen Satz von Tinten bereitzustellen, der Bilder über den
Tintenstrahldruck erzeugt, die sowohl eine gute Lichtechtheit aufweisen
und auch zu einem besseren Farbton-Umfang führen als die Tintensätze des
Standes der Technik.
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Dieses Ziel und andere Ziele werden
gemäß der vorliegenden
Erfindung erreicht mit einem Farbtintenstrahl-Tintensatz für den Farbdruck,
der umfasst:
- (a) Eine gelbe Tinte mit einem
Träger
sowie Direkt Yellow 107, Direct Yellow 132 oder Direct Yellow 86;
- (b) eine purpurrote Tinte mit einem Träger und einem in Wasser löslichen Übergangsmetallkomplex
eines 8-Heterocyclylazo-5-hydroxychinolin-Farbstoffes; und
- (c) eine blaugrüne
Tinte mit einem Träger
und mit einem sulfonierten Kupferphthalocyanin-Farbstoff.
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Eine andere Ausführungsform der Erfindung bezieht
sich auf ein Tintenstrahldruckverfahren zum Druck von Farbbildern
mit den Stufen:
der Bereitstellung eines Tintenstrahldruckers,
der auf digitale Datensignale anspricht;
der Beladung des Druckers
mit Tinte aufnehmenden Substraten;
der Beladung des Druckers
mit einem Tintenstrahltintensatz, wie oben beschrieben; und
das
Bedrucken der für
Tinte aufnahmefähigen
Substrate entsprechend den digitalen Datensignalen.
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Die Nummern der hier angegebenen
Farbstoffe, sind Nummern, mit denen die Farbstoffe nach dem Color
Index bezeichnet werden. Im Falle einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung können
Reactive Black 31, Direct Black 19, Direct Black 168 oder Solubilized
Sulfur Black 1 (Duasyn® Black SU-SF) zugesetzt werden,
um den erzielbaren Farbton-Umfang dieses Tintensatzes weiter zu
erhöhen.
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Für
die Zwecke dieser Erfindung ist der Farbton-Umfang spezifiziert
in der CIELAB metric. Der Farbton-Umfang ist definiert als die Summe
der a*–b*
Bereiche von 9 L* slices (L* = 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 und
90), erhalten, wenn ein bestimmter Tintensatz verwendet wird. Der
Farbton-Umfang (color gamut) kann erhalten werden durch Messung
und Bestimmung einer großen
Anzahl von Farbflecken, was sehr mühsam und zeitaufwendig ist
oder der Farbton-Umfang kann berechnet werden aus den gemessenen
Absorptionscharakteristika der einzelnen Farbstoffe unter Anwendung
der Methoden, die beschrieben werden in J. Photographic Science,
38, 163 (1990).
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Die Absorptionscharakteristika eines
bestimmten Bildfarbstoffes verändern
sich in gewissem Umfang mit einer Veränderung der Tintenabscheidung
oder der gedruckten Dichte. Dies beruht auf Faktoren, wie einem
Reflexlicht bei der Messung, Farbstoff-Farbstoff-Reaktionen, Farbstoff-Empfänger-Reaktionen,
Farbstoffkonzentrationseffekten und dem Vorliegen von farbigen Verunreinigungen
in dem Medium. Durch die Anwendung der charakteristischen Vektoranalyse
jedoch, manchmal bezeichnet als Hauptkomponentenanalyse oder Eigenvektor-Analyse,
kann man eine charakteristische Absorptionskurve bestimmen, die
repräsentativ
für Absorptionscharakteristika
des Farbstoffes ist und zwar über
die vollständigen
Wellenlängen-
und Dichtebereiche, die von Interesse sind. Der charakteristische
Vektor für
jeden Farbstoff ist somit eine zweidimensionale Anordnung von optischer
Dichte und Wellenlänge.
Diese Technik wird beschrieben von Albert J. Sant in der Literaturstelle
Photographic Science and Engineering, 5(3), Mai–Juni 1961 und von J.L.Simonds
in dem Journal of the Optical Society of America, 53(8), 968–974 (1963).
Charakteristische Vektoren, die so abgeleitet wurden, können dazu
verwendet werden, um den Farbton-Umfang von Tintensätzen, wie
unten beschrieben, zu berechnen, wie in der oben angegebenen Literaturstelle
beschrieben.
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Die folgenden im Handel erhältlichen,
blaugrünen,
gelben und schwarzen Farbstoffe wurden dazu verwendet, um die Tinten,
die in dieser Erfindung verwendet wurden, herzustellen:
- A. Direct Blue 199, erhältlich
als Duasyn Turquoise Blue FRL-SF® von
der Firma Clariant Corp. als ungefähr 10%-ige Lösung in
Wasser.
- B. ProJet Cyan 1®, erhältlich von der Firma Zeneca
Specialties als ungefähr
10%-ige Lösung in
Wasser.
- C. Direct Blue 86, erhältlich
als Intrajet Blue DES© von der Firma Crompton
and Knowles als ungefähr 10%-ige
Lösung
in Wasser.
- D. Direct Yellow 107, erhältlich
als Intrajet Yellow DG® von der Firma Crompton
and Knowles als ungefähr 10%-ige
Lösung
in Wasser.
- E. Direct Yellow 132, erhältlich
als ProJet Yellow 1G® von der Firma Zeneca
Specialties als ungefähr 10%-ige
Lösung
in Wasser.
- F. Direct Yellow 86, erhältlich
als Aizen DY86® von
der Firma Hodogaya Chemical Co.
- G. Reactive Black 31, erhältlich
als Duasyn Black KRL-SF® von der Firma Clariant
Corp. als ungefähr 10%-ige
Lösung
in Wasser.
- H. Direct Black 168, erhältlich
als Duasyn Black HEF-SF® von der Firma Clariant
Corp. als ungefähr 10%-ige
Lösung
in Wasser.
- I. Solubilized Sulfur Black 1, erhältlich als Duasyn Black SU-SF® von
der Firma Clariant Corp. als ungefähr 10%-ige Lösung in
Wasser.
- J. Direct Black 19, erhältlich
als Keyamine Black G Pure Liquid® von
der Firma Keystone Corp. als ungefähr 10%-ige Lösung in
Wasser.
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Die Purpurrot-Tinten, die im Rahmen
der Erfindung verwendet werden, können hergestellt werden mit einem
oder mehreren in Wasser löslichen Übergangsmetallkomplexen
von 8-Heterocyclylazo-5-hydroxychinolin-Farbstoffen, dargestellt
durch die Struktur 1 (unten). Diese Farbstoffe werden in den US-A-6
001 161 und US-A-5 997622 beschrieben:
worin:
M ein polyvalentes Übergangsmetallion
darstellt
L für
einen neutralen oder anionischen Liganden steht;
X, Y und Z
jeweils unabhängig
voneinander stehen für
eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit 1 bis 6
Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe
mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte
Hetarylgruppe mit 5 bis 10 Atomen, Halogen, eine Cyanogruppe, eine substituierte
oder unsubstituierte Alkoxygruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen,
eine Hydroxygruppe, eine Polyoxyalkylengruppe mit 2 bis 20 Alkylenoxidresten,
eine Carboxygruppe (oder ein Salz hiervon), eine Sulfogruppe (oder
ein Salz hiervon), eine Phosphogruppe (oder ein Salz hiervon), eine
Carbamoylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-,
Aralkyl-, Aryl-, Diaryl- oder Dialkylcarbamoylgruppe mit 1 bis 20
Kohlenstoffatomen, eine Sulfamoylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte
Alkyl-, Aralkyl-, Aryl-, Diaryl- oder Dialkylsulfamoylgruppe mit
1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine Acylamino-, Sulfonylamino-, Amino-,
eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Aralkyl-, Aryl-,
Diaryl- oder Dialkylaminogruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder
eine quaternäre
Ammonium- oder Phosphoniumgruppe;
Q für die Atome steht, die erforderlich
sind zur Vervollständigung
eines 5- oder 6-gliedrigen,
heterozyklischen Ringes;
n steht für 2 oder 3;
m steht für 1–3;
p
und r stehen jeweils unabhängig
voneinander für
0–3;
q
steht für
0, 1 oder 2;
zwei oder mehr der Reste L können miteinander verbunden
sein unter Bildung eines Bi- oder Tridentatliganden oder sie können ein
anderes Polydentat-Farbstoff-molekül darstellen;
einer oder
mehrere der Reste X, Y und Z können
gemeinsam mit dem Kohlenstoffatom an das sie gebunden sind, unabhängig voneinander
einen Ringstickstoff darstellen; und
beliebige zwei von X,
Y oder Z können
zusammentreten unter Erzeugung eines 5–7-gliedrigen, gesättigten oder ungesättigten
Ringes;
wobei gilt, dass mindestens einer der Reste X, Y und
Z eine in Wasser lösliche
Gruppe ist oder eine solche Gruppe als Substituenten enthält.
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Im Falle einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung steht q für
0, Q steht für
die Atome, die erforderlich sind zur Vervollständigung eines Pyridinringes,
r steht für
0, M steht für
Ni, n steht für
2, m steht für 1,
p steht für
2, X steht für
2-Methyl und 3- Carboxy
und L steht für
einen zweiten, identischen 8-Heterocyclylazo-5-hydroxychinolin-Farbstoffrest.
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Zu bevorzugten Übergangsmetallionen für M gehören Ni2+, Cu2+, Zn2+, Fe2+, Fe3+, Cr3+ und Co2+.
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Zu Beispielen von neutralen Liganden
für L gehören Wasser,
Pyridin, Morpholin, Ammoniak, Bipyridin und Terpyridin.
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Zu Beispielen von anionischen Liganden
für L gehören Acetat,
Iminodiacetat, Glyzin und 8-Hydroxychinolin.
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Zu Beispielen einer substituierten
oder unsubstituierten Alkylgruppe für die obigen Substituenten
gehören
Methyl, Ethyl, Isopropyl, Hydroxyethyl, 3-(N,N-Dimethylamino)propyl,
Sulfatoethyl und Benzyl. Zu Beispielen einer substituierten oder
unsubstituierten Arylgruppe gehören
Phenyl, Naphthyl, 4-Chlorophenyl und 2-Carboxyphenyl. Zu Beispielen
einer substituierten oder unsubstituierten Hetarylgruppe gehören Pyridyl,
Imidazolyl und Chinolyl. Zu Beispielen von Halogenatomen gehören Chloro,
Fluoro, Bromo und Iodo. Zu Beispielen einer substituierten oder
unsubstituierten Alkoxygruppe gehören Methoxy, Isopropoxy, 2-Hydroxyethoxy und
Carboxymethoxy. Zu geeigneten Salzen von Carboxy-, Sulfo-, Phospho-
und Sulfatogruppen gehören
Natrium-, Lithium-, Kalium-, Triethanolammonium-, Pyridinium- und
Tetramethylammoniumsalze. Zu Beispielen einer substituierten oder
unsubstituierten Alkyl-, Aralkyl-, Aryl-, Diaryl- oder Dialkylcarbamoylgruppe
gehören N-Methylcarbamoyl,
N-Methyl-N-(3-sulfophenyl)carbamoyl, N-p-(Trimethylammonium)phenylcarbamoyl
und N,N-Bis(4-carboxyphenyl)carbamoyl.
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Zu Beispielen einer substituierten
oder unsubstituierten Alkyl-, Aralkyl-, Aryl-, Diaryl- oder Dialkylsulfamoylgruppe
gehören
N-Methylsulfamoyl, N-Methyl-N-(3-sulfophenyl)sulfamoyl, N-p-(Trimethylammonium)phenylsulfamoyl
und N,N-Bis(4-carboxyphenyl)sulfamoyl. Zu Beispielen einer Acylaminogruppe
gehören Acetamido,
Carboxyethylacetamido und Benzamido. Zu Beispielen einer Ureidogruppe
gehören
n-Methylureido, Ureido und 3,5-Biscarboxyphenylureido. Zu Beispielen
einer Sulfo nylaminogruppe gehören
Methansulfonamido, p-Toluolsulfonamido und 2-(Trimethylammonium)ethansulfonamido.
Zu Beispielen einer substituierten oder unsubstituierten Alkyl-,
Aralkyl-, Aryl- Diaryl- oder Dialkylaminogruppe gehören Methylamino,
N,N-Dimethylamino, Carboxymethylamino und 2,5-Disulfoanilino. Zu
Beispielen einer quaternären
Ammoniumgruppe gehören
Trimethylammonium und Benzyldimethylammonium. Zu Beispielen einer
Phosphoniumgruppe gehören
Triphenylphosphonium und Trimethlyphosphonium.
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Zu Beispielen eines heterozyklischen
Ringsystems, das durch die Atome, die durch Q dargestellt werden,
vervollständigt
wird, gehören
Pyridin, Pyrazin, Chinolin, Thiazol, Benzothiazol und Pyrazol.
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Zu speziellen Farbstoffen gemäß der Struktur
1, die für
diese Erfindung geeignet sind, gehören:
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Im Allgemeinen enthalten die Tinten
dieser Erfindung die obigen Farbstoffe in einer Konzentration von 0,2
bis 5%, vorzugsweise von 0,4 bis 3 Gew.-% der Tintenstrahl-Tintenzusammensetzung.
Gewöhnlich
wird in den Tintenstrahl-Zusammensetzungen der Erfindung ein Feuchthaltemittel
verwendet, um die Tinten daran zu hindern, auszutrocknen oder Krusten
in den Öffnungen
des Druckerkopfes zu bilden. Zu Beispielen von Feuchthaltemitteln,
die verwendet werden können,
gehören
mehrwertige Alkohole, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol (DEG),
Triethylenglykol, Propylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykol,
Glyzerin, 2-Methyl-2,4-pentandiol,
2-Ethyl-2-hydroxymethyl-1,3-propandiol (EHMP), 1,5Pentandiol, 1,2-Hexandiol, 1,2,6-Hexantriol
und Thioglykol; kurzkettige Alkylmono- oder -diether, die sich ableiten
von Alkylenglykolen, wie Ethylenglykolmonomethyl- oder -monoethylether,
Diethylenglykolmonomethyl- oder -monoethylether, Propylenglykolmonomethyl-
oder -monoethylether, Triethylenglykolmonomethyl- oder -monoethylether,
Diethylenglykoldimethyl- oder -diethylether, Poly(ethylenglykol)monobutylether
(PEGMBE) und Diethylenglykolmonobutylether (DEGMBE); Stickstoff
enthaltende Verbindungen, wie Harnstoff, 2-Pyrrolidinon, N-Methyl-2-pyrrolidinon
und 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon; sowie Schwefel enthaltende Verbindungen,
wie Dimethylsulfoxid und Tetramethylensulfon.
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Zu bevorzugten Feuchthaltemitteln
für die
Tinten der Erfindung gehören
DEG, Glyzerin, DEGMBE, PEGMBE, 1,2-Hexandiol, 1,5-Pentandiol, Harnstoff,
2-Pyrrolidinon, EHMP sowie Mischungen hiervon.
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Auch können den wässrigen Tinten der Erfindung
mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel zugesetzt werden,
um die Tinten darin zu unterstützen,
in das Empfangssubstrat einzudringen, insbesondere wenn das Substrat
ein stark geschlichtetes Papier ist. Zu Beispielen von derartigen
Lösungsmitteln
gehören Alkohole,
wie Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol,
n-Butylalkohol,
sek.-Butylalkohol, t-Butylalkohol, iso-Butylalkohol, Furfurylalkohol,
und Tetrahydrofurfurylalkohol; Ketone oder Ketoalkohole, wie Aceton,
Methylethylketon und Diacetonalkohol; Ether, wie Tetrahydrofuran
und Dioxan; und Ester, wie Ethyllactat, Ethylencarbonat und Propylencarbonat.
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Die Menge an wässrigem Träger, die verwendet wird, liegt
im Bereich von ungefähr
70 bis 98 Gew.-%, vorzugsweise bei ungefähr 90 bis 98 Gew.-%, bezogen
auf das Gesamtgewicht der Tinte. Eine Mischung aus Wasser und einem
mehrwertigen Alkohol, wie Diethylenglykol, ist als wässriger
Träger
geeignet. Im Falle einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die Tinten
5 bis 60 Gew.-% eines mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittels.
Die Prozentsätze
sind angegeben bezogen auf das Gesamtgewicht des wässrigen
Trägers.
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Der Tinte können oberflächenaktive Mittel zugesetzt
werden, um die Oberflächenspannung
auf einen geeigneten Grad einzustellen. Die oberflächenaktiven
Mittel können
anionisch, kationisch oder amphoter sein oder nicht-ionisch und
sie können
in Mengen von 0,01 bis 1% der Tinten-Zusammensetzung verwendet werden.
Zu bevorzugten oberflächenaktiven
Mitteln gehören
Surfynol 465® (erhältlich von
der Firma Air Products Corp.) und Tergitol 15-S-5® (erhältlich von
der Firma Union Carbide).
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Der Tinten-Zusammensetzung, die im
Rahmen der Erfindung verwendet wird, kann ein Biocid zugesetzt werden,
um das Wachstum von Mikroorganismen, wie Schimmel, Pilzen usw. in
wässrigen
Tinten zu unterdrücken.
Ein bevorzugtes Biocid für
die im Rahmen der Erfindung verwendete Tinten-Zusammensetzung ist Proxel® GXL
(Zeneca Specialties Co.) in einer Endkonzentration von 0,0001–0,5 Gew.-%.
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Der pH-Wert der wässrigen Tinten-Zusammensetzungen,
die im Rahmen der Erfindung verwendet werden, kann eingestellt werden
durch Zusatz einer organischen oder anorganischen Säure oder
Base. Geeignete Tinten können
einen bevorzugten pH-Wert von 2 bis 10 aufweisen, je nach dem Typ
des verwendeten Farbstoffes. Zu typischen anorganischen Säuren gehören Chlorwasserstoff-,
Phosphor- und Schwefelsäure. Zu
typischen organischen Säuren
gehören
Methansulfon-, Essig- und
Milchsäure.
Zu typischen anorganischen Basen gehören Alkalimetallhydroxide und
-carbonate. Zu typischen organischen Basen gehören Ammoniak, Triethanolamin
und Tetramethylethlendiamin.
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Eine typische Tinten-Zusammensetzung,
die im Rahmen der Erfindung verwendet wird, kann beispielsweise
die folgenden Komponenten auf Gewichtsbasis enthalten:
Färbemittel
(0,05–20%),
Wasser (20–95%),
ein Feuchthaltemittel (5–70%),
mit Wasser mischbare Co-Lösungsmittel
(2–20%),
oberflächenaktive
Mittel (0,1–10%),
ein Biocid (0,05–5%)
und den pH-Wert steuernde Mittel (0,1–10%).
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Zu zusätzlichen Zusätzen, die
gegebenenfalls in den Tintenstrahl-Tintenzusammensetzungen enthalten
sein können,
die im Rahmen der Erfindung verwendet werden, gehören Dickungsmittel,
die Leitfähigkeit steigernde
Mittel, Anit-Kogationsmittel, Trocknungsmittel und Entschäumer.
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Die Tintenstrahl-Tinten, die durch
diese Erfindung bereitgestellt werden, können beim Tintenstrahldruck
eingesetzt werden, bei dem flüssige
Tintentröpfchen
in kontrollierter Weise auf ein Schichtensubstrat abgeschieden werden,
das für
Tinte aufnahmefähig
ist, durch Ausstoß von
Tintentröpfchen
aus einer Vielzahl von Düsen
oder Öffnungen
eines Druckerkopfes eines Tintenstrahldruckers.
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Im Handel erhältliche Tintenstrahldrucker
verwenden mehrere unterschiedliche Schemen zur Steuerung der Abscheidung
der Tintentröpfchen.
Diesen Schemen gehören
im Allgemeinen zwei Typen an: der kontinuierliche Strom-Typ und
der Drop-on-Demand-Typ.
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Im Falle der Drop-on-Demand-Systeme
wird ein Tintentröpfchen
aus einer Öffnung
direkt in eine Position auf der für Tinte aufnahmefähigen Schicht
ausgestoßen
durch Druck, hervorgerufen beispielsweise durch ein piezoelektrisches
Gerät,
ein akustisches Gerät
oder einen thermalen Prozess, gesteuert durch digitale Datensignale.
Ein Tintentröpfchen
wird nicht erzeugt und wird nicht durch die Öffnungen des Druckerkopfes
ausgestoßen,
wenn es nicht benötigt
wird. Tintenstrahl-Druckverfahren und dazu gehörige Drucker sind im Handel
erhältlich
und brauchen nicht im Detail beschrieben zu werden.
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Tintenstrahl-Tinten der vorliegenden
Erfindung können
in beliebigen der populären
Tintenstrahl-Drucksysteme eingesetzt werden, wozu gehören thermale
oder piezoelektrische Drop-on-Demand-Drucker und kontinuierliche
Tintenstrahldrucker. Natürlich
werden die speziellen Tinten-Formulierungen verschieden sein in Abhängigkeit
von dem Typ des Tintenstrahl-Drucksystems.
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Für
Tinten aufnahmefähige
Substrate, die für
den Tintenstrahldruck geeignet sind, sind dem Fachmann aus dem Stande
der Technik allgemein bekannt. Zu repräsentativen Beispielen von solchen
Substraten gehören
jene, die beschrieben werden in der US-A-5 605 750; der US-A-5 723
211 und in der US-A-5 789 070 sowie in der
EP 813 978 A1 .
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Die folgenden Beispiele veranschaulichen
die Anwendung der vorliegenden Erfindung.
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Tinten, die die folgenden purpurroten
Vergleichs-Farbstoffe enthielten, wurden ebenfalls hergestellt und
als Vergleichs-Beispiele untersucht:
- C-1 Reactive
Red 23, erhältlich
als Duasyn Red 3B-SF® von der Firma Clariant
Corp.
- C-2 Direct Red 75, erhältlich
als Bayscript Red LFB® von der Firma Bayer Corporation.
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Herstellung der Tinten
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Tinten, die die Farbstoffe der Erfindung
und Vergleichs-Farbstoffe enthielten, wurden hergestellt durch Auflösen einer
geeigneten Menge des Farbstoffes in deionisiertem Wasser, enthaltend
ein Biocid, Proxel GXL® in einer Menge von 0,003
Gew.-% und einer Mischung von einem oder mehreren Feuchthaltemitteln
und oberflächenaktiven
Mitteln. Der pH-Wert der Tinten, die den Purpurrot-Farbstoff 6 der
Struktur 1 enthielten, wurde eingestellt auf ungefähr 8 durch
Zugabe von Triethanolamin. Die Farbstoff-Konzentrationen basierten
auf Lösungs-Absorptions-Spektren
und wurden derart ausgewählt,
dass die fertige Tinte bei einer Verdünnung von 1:1000 zu einer optischen
Transmissionsdichte von annähernd
1,0 führte.
Details sind in Tabelle 1 unten zusammengestellt.
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Tabelle
1 - Tinten-Formulierungen
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Zusätzlich wurde ein Tintensatz
für die
Drucker HP 2500 und 3500 mit den blaugrünen, purpurroten, gelben und
schwarzen Farbstoffen, wie in der US-A-5 581 273 beschrieben, von
der Firma Hewlett-Packard erhalten und, wie unten beschrieben, untersucht.
Diese Tinten wurden in den Tabellen unten gekennzeichnet als CCy-1,
CM-1, CY-1 und CK-1.
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Druck von Testbildern
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Die oben angegebenen Tinten wurden
dann durch ein 0,45 μ Polytetrafluoroethylen-Filter filtriert
und in eine saubere Hewlett-Packard-Tintenpatrone vom Typ Nr. HP
51629A eingebracht und in die Station für schwarze Tinte eines Hewlett-Packard
DeskJet 660® Druckers
eingeführt.
Ein Testbild, bestehend aus einer Reihe von 21 variablen Dichteflecken,
einer Größe von ungefähr 15 × 13 mm,
mit einer Dot-Beschichtungsstärke, die
reichte von 5% bis 100%, wurde auf ein im Handel erhältliches
Papier vom Typ Kodak Inkjet Photographic Quality Paper, Catalog
No. 899-9161 aufgedruckt
und 24 Stunden bei Umgebungstemperatur und Umgebungsfeuchtigkeit
trocknen gelassen.
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Untersuchung der Testbilder
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Es wurden die entsprechenden Status
A Rot-, Grün-
oder Blau-Reflexionsdichten der Maximum-Dichteflecken der obigen
abgestuften Bilder gemessen unter Verwendung eines Densitometers
vom Typ X-Rite® 820
und diese Werte wurden in Tabelle 2 unten aufgelistet. Für die schwarzen
Tinten wurden die Status A Grün-Dichten
aufgezeichnet.
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Zusätzlich wurden die spektralen
Absorptionskurven von 6 der 21 Flecken gemessen, die den vollen Dichtebereich überspannten,
unter Verwendung eines Zeiss Reflexions-Spektrophotometers mit einer
Xenon-Impuls-Quelle und einer nominalen Öffnung von 10 mm über dem
Wellenlängenbereich
von 380 – 750
nm unter Anwendung einer Mess-Geometrie von 45/0. Der charakteristische
Vektor (Transmissionsdichte-vs.-Wellenlänge) für jedes übertragene Farbstoffbild wurde
berechnet, wie oben beschrieben, unter Annahme eines Reflex-Wertes
(flare value) von 0,001.
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Die abgestuften Bilder wurden dann
einem Licht-Ausbleichtest unterworfen bei einer Tageslichtbestrahlung
hoher Intensität
von 50 Klux und bei einer 50%-igen relativen Feuchtigkeit über einen
Zeitraum von zwei Wochen. Die entsprechenden Status A Dichten der
abgestuften Bilder wurden wiederum gemessen und die prozentuale
Status A Dichte, die im Falle der 75% Dot-Flecken hinterblieb, wurde
errechnet. Wiederum wurden für
die schwarzen Tinten die Status A Grün-Dichte-Werte verwendet. Werte
von 80% oder darüber
für die
verbliebenen Prozente werden bevorzugt. Es wurden die folgenden
Ergebnisse erhalten:
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Tabelle
2 - Tinten-Dichte und Licht-Ausbleichen
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Die Daten in der obigen Tabelle zeigen,
dass die blaugrünen,
purpurroten, gelben und schwarzen Tinten, die im Rahmen der Erfindung
verwendet werden, Bilder ergeben, die eine gute Lichtechtheit aufweisen (Prozent
der beibehaltenen Echtheit ist größer als 80%). Die Purpurrot-Tinten,
die im Rahmen der Erfindung verwendet werden, haben ebenfalls eine
bessere Licht-Stabilität
als die Purpurrot-Tinte des Standes der Technik, CM-1. Die purpurroten
Vergleichs-Tinten CM-2 und CM-3 haben eine gute Licht-Stabilität, führen jedoch zu
einem unterlegenen Farb-Tonumfang, wie unten gezeigt wird.
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Unter Verwendung der charakteristischen
Vektoren der einzelnen, oben beschriebenen Tinten wurde der Farbton-Umfang
für eine
Anzahl von Tintensätzen
der Erfindung und von Vergleichs-Tintensätzen (CIS) errechnet, wie beschrieben
in J. Photographic Science, 38, 163 (1990). Da Unterschiede in der
Dichte die Berechnung des Farbton-Umfanges beeinträchtigen
kann und Unterschiede maskieren kann aufgrund der spektralen Absorptionscharakteristika
der Farbstoffe, wurden die Status A Dichten für die blaugrünen, purpurroten, gelben
und schwarzen Farbstoffe für
die Berechnungen alle mit gleich 2,0 angenommen. Die Farbton-Ergebnisse
sind in der Tabelle unten aufgelistet.
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Die obigen Daten zeigen, dass die
Tinten, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden, Bilder mit einem
größeren Farbton-Umfang
(Color Gamut) liefern als der Tintensatz des Standes der Technik
(CIS-1). In ähnlicher
Weise führen
die Tinten der Erfindung zu Bildern mit einem überlegenen Farbton-Umfang relativ
zu Tintensätzen,
die andere lichtechte Purpurrot-Farbstoffe enthalten (zum Beispiel
CIS-2 und CIS-3). Infolgedessen führen die Tinten der Erfindung
zu Bildern mit einer Kombination aus ausgezeichneter Lichtechtheit
und einem ausgezeichneten Farbton-Umfang, wobei diese Kombination
im Falle von Tintensätzen
des Standes der Technik nicht möglich
ist.
