DE60006208T2

DE60006208T2 - Tintenzusammensetzungen enthaltend Malonaldehyd-bis-Dimethylacetal

Info

Publication number: DE60006208T2
Application number: DE60006208T
Authority: DE
Inventors: B. Kurt Fairport Gundlach; Richard L. Rochester Colt
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 2000-11-23
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2020-11-24
Also published as: DE60006208D1; JP2001214099A; EP1103584A3; EP1103584A2; EP1103584B1; US6248162B1; JP4753466B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Tintenzusammensetzungen und Verfahren zu ihrer Verwendung. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Tintenzusammensetzungen, die geeignet sind für die Verwendung in Tintenstrahl-Druckverfahren. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Tintenzusammensetzung, die (a) Wasser, (b) ein Färbemittel und (c) Malonaldehyd-bis(dimethylacetal) umfasst.
Tintenstrahl-Drucksysteme sind im Allgemeinen solche zweierlei Typs: solche vom kontinuierlichen Strom-Typ und solche vom Tropfen-bei-Bedarf-Typ. In Tintenstrahl-Systemen mit einem kontinuierlichen Strom wird die Tinte in Form eines kontinuierlichen Stroms unter Druck durch mindestens eine Öffnung oder Düse abgegeben. In einem festgelegten Abstand von der Öffnung wird der Strom gestört, was dazu führt, dass er zu Tröpfchen zerlegt wird. An dem Tröpfchenzerlegungspunkt werden die Tröpfchen entsprechend digitalen Datensignalen aufgeladen und durch ein elektrostatisches Feld geführt, das den Weg jedes Tröpfchens steuert, um es zu einem Sammler (einer Rinne) für die Rezirkulation oder zu einer spezifischen Stelle auf einem Aufzeichnungsmedium zu lenken. In den Tropfen-bei-Bedarf-Systemen wird ein Tröpfchen entsprechend digitalen Daten-Systemen direkt auf eine Stelle auf einem Aufzeichnungsmedium gespritzt. Das Tröpfchen wird erst gebildet oder ausgespritzt, wenn es auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht werden soll.
Da die Tropfen-bei-Bedarf-Systeme (bedarfsgesteuerten Systeme) keine Tintenrückgewinnung, Aufladung oder Umlenkung erfordern, ist das System viel einfacher als das vom kontinuierlichen Strom-Typ. Es gibt zwei Typen von Tropfen-bei-Bedarf (bedarfsgesteuerten) Tintenstrahl-Systemen. Ein Typ eines Tropfen-bei-Bedarf-Systems weist als seine Hauptkomponenten einen mit Tinte gefüllten Kanal oder Durchgang auf, der an einem Ende eine Düse und an dem anderen Ende einen piezoelektrischen Messgrößenwandler zur Erzeugung von Druckimpulsen aufweist. Die relativ große Dimension des Messgrößenwandlers verhindert einen engen Abstand der Düsen und physikalische Beschränkungen des Messgrößenwandlers führen zu einer niedrigen Tintentröpfchengeschwindigkeit. Durch eine niedrige Tröpfchengeschwindigkeit werden die Toleranzen für eine Tröpfchengeschwindigkeitsschwankung und -richtung stark vermindert, was einen Einfluss auf die Fähigkeit des Systems hat, qualitativ hochwertige Kopien zu erzeugen. Tropfen-bei-Bedarf-Systeme, in denen piezoelektrische Einrichtungen verwendet werden, um die Tröpfchen zu verspritzen, haben auch den Nachteil einer niedrigen Druckgeschwindigkeit.
Ein anderer Typ eines Tropfen-bei-Bedarf-Systems (bedarfsgesteuerten Systems) ist als thermischer Tintenstrahl oder Gasblasenstrahl bekannt und liefert Tröpfchen mit hoher Geschwindigkeit und erlaubt einen sehr engen Abstand zu den Düsen. Die Hauptkomponenten dieses Typs eines Tropfen-bei-Bedarf-Systems sind ein mit Tinte gefüllter Kanal, der an einem Ende eine Düse und einen Wärme erzeugenden Widerstand (Resistor) in der Nähe der Düse aufweiset. Elektrische Drucksignale, die digitalen Informationen entsprechen, stammen aus einem elektrischen Stromimpuls in einer Widerstandsschicht innerhalb jedes Tintendurchgangswegs in der Nähe der Öffnung oder Düse, sie bewirken, dass die Tinte in unmittelbarer Nähe nahezu sofort verdampft und eine Gasblase entsteht. Die Tinte an der Öffnung wird als angetriebenes Tröpfchen ausgespritzt, wenn sich die Gasblase ausdehnt. Wenn die hydrodynamische Bewegung der Tinte stoppt, ist das Verfahren bereit, wieder ganz von vorne zu starten. Mit der Einführung eines Tröpfchen-Spritz-Systems auf der Basis von thermisch erzeugten Gasblasen, allgemein als "Gasblasen-Strahl"- System bezeichnet, sind die Tropfen-bei-Bedarf-Tintenstrahldrucker einfacher und billiger geworden als ihre Gegenstücke mit einem kontinuierlichen Strom und sie weisen dennoch im Wesentlichen die gleichen Hochgeschwindigkeits-Druckeigenschaften auf.
Die Betriebssequenz des Gasblasen-Systems beginnt mit einem Stromimpuls auf die Widerstandsschicht in dem mit Tinte gefüllten Kanal, wobei die Widerstandsschicht in enger Nachbarschaft zu der Öffnung oder Düse für diesen Kanal vorliegt. Von dem Resistor wird Wärme auf die Tinte übertragen. Die Tinte wird weit über ihren normalen Siedepunkt hinaus überhitzt und erreicht für eine Tinte auf Wasserbasis schließlich die kritische Temperatur für die Gasblasenbildung oder Keimbildung von etwa 280°C. Wenn einmal ein Keim gebildet worden ist, isoliert die Gasblase oder der Wasserdampf die Tinte gegenüber der Heizeinrichtung und es wirkt keine weitere Wärme mehr auf die Tinte ein. Diese Gasblase dehnt sich aus, bis die gesamte in der Tinte gespeicherte Wärme oberhalb des normalen Siedepunktes abgeführt worden ist, oder sie wird verwendet, um Flüssigkeit in Dampf umzuwandeln, wodurch die Wärme in Form von Verdampfungswärme abgeführt wird. Die Ausdehnung der Gasblase drückt ein Tröpfchen Tinte aus der Düse heraus und wenn einmal die überschüssige Wärme abgeführt worden ist, fällt die Gasblase auf dem Resistor zusammen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Resistor nicht mehr erhitzt, weil der Stromimpuls abgeklungen ist, und gleichzeitig mit dem Zusammenfall der Gasblase wird das Tröpfchen mit einer hohen Geschwindigkeit in eine Richtung auf ein Aufzeichnungsmedium ausgespritzt. Die Widerstandsschicht übt eine starke Kavitationskraft aus durch den Zusammenfall der Gasblase, welche die Neigung hat, sie zu erodieren. Anschließend füllt sich der Tintenkanal wieder als Folge einer Kapillarwirkung. Diese Folge von vollständiger Blasenbildung und Zusammenfall der Blase tritt innerhalb von etwa 10 μs auf. Der Kanal kann nach einer minimalen Verweilzeit von 100 bis 500 μs wieder erhitzt werden, um das Wiederauffüllen des Kanals zu ermöglichen und die dynamischen Wiederauffüllungsfaktoren in die Lage zu versetzen, etwas gedämpft zu werden. Thermische Tintenstrahl-Verfahren sind allgemein bekannt und beschrieben beispielsweise in dem US-Patent 4 601 777, in dem US-Patent 4 251 824, in dem US-Patent 4 410 899, in dem US-Patent 4 412 224 und in dem US-Patent 4 532 530.
Es sind auch bereits akustische Tintenstrahl-Druckverfahren bekannt. Bekanntlich übt ein akustischer Strahl einen Strahlungsdruck auf die Objekte aus, auf die er auftrifft. Wenn nun ein akustischer Strahl auf eine freie Oberfläche (d.h. die Flüssigkeits/Luft-Grenzfläche) eines Flüssigkeitspools von unten her auftrifft, kann der Strahlungsdruck, der auf die Oberfläche des Pools ausgeübt wird, einen ausreichenden hohen Wert erreichen, um einzelne Tröpfchen einer Flüssigkeit aus dem Pool freizusetzen, trotz der Rückhaltekraft der Oberflächenspannung. Durch Fokussierung des Strahls auf der oder in der Nähe der Oberfläche des Pools wird der Strahlungsdruck verstärkt, er übt für eine gegebene Menge eine Input-Kraft aus. Diese Prinzipien wurden bereits angewendet auf Vorschläge für das oben genannte Tintenstrahl- und akustische Druckverfahren. Zum Beispiel wird von K. A. Krause, "Focusing Ink Jet Head" im "IBM Technical Disclosure Bulletin", Band 16, Nr. 4, September 1973, Seiten 1168-1170, ein Tintenstrahl beschrieben, bei dem ein akustischer Strahl, der von einer konkaven Oberfläche ausgeht und durch eine konische Öffnung begrenzt ist, dazu ausgenutzt wird, Tintentröpfchen durch eine kleine Ejektionsöffnung auszustoßen. Akustische Tintenstrahldrucker umfassen in der Regel einen oder mehr akustische Radiatoren zur Bestrahlung der freien Oberfläche eines Pools aus flüssiger Tinte mit den jeweiligen akustischen Strahlen. Jeder dieser Strahlen wird in der Regel an der oder in der Nähe der Oberfläche des Reservoirs (d.h. der Flüssigkeit/Luft-Grenzfläche) fokussiert. Außerdem wird das Drucken üblicherweise durchgeführt durch unabhängiges Modulieren der Erregung der akustischen Radiatoren entsprechend den Input-Daten-Proben für das Bild, das gedruckt werden soll. Diese Modulation macht es möglich, den Strahlungsdruck, der von jedem der Strahlen auf die freie Oberfläche der Tinte ausgeübt wird, kurz und mit kontrollierten Ausschlägen bis zu einem ausreichend hohen Druck für die Überwindung der Rückhaltekräfte der Oberflächenspannung zu halten. Diese bewirkt ihrerseits, dass einzelne Tröpfchen der Tinte aus der freien Tinten-Oberfläche bei Bedarf mit einer ausreichenden Geschwindigkeit verspritzt werden, um sie entsprechend einer Bildkonfiguration auf einem in der Nähe angeordneten Aufzeichnungsmedium abzuscheiden. Der akustische Strahl kann stark moduliert oder fokussiert/defokussiert sein, um den Ejektionszeitpunkt zu steuern, oder es kann eine äußere Quelle dazu verwendet werden, aus der akustisch erregten Flüssigkeit auf der Oberfläche des Pools bei Bedarf Tröpfchen zu extrahieren. Unabhängig von dem angewendeten Zeitgebermechanismus wird die Größe der ausgespritzen Tröpfchen durch den Umfangsdurchmesser des fokussierten akustischen Strahls festgelegt. Das akustische Tintenstrahldrucken ist attraktiv, weil es keine Düsen oder kleinen Ausspritzöffnungen erfordert, die viele der Zuverlässigkeits- und Pixel-Anordnungsgenauigkeits-Probleme verursacht haben, unter denen konventionelle Tropfen-bei-Bedar-Tintenstrahldrucker und Tintenstrahldrucker mit kontinuierlichem Strom leiden. Die Größe der Ausspritzöffnung ist ein kritischer Design-Parameter eines Tintenstrahls, weil sie die Größe des Tintentröpfchens, das der Strahl ausspritzt, festlegt. Infolgedessen kann die Größe der Ausspritzöffnung nicht erhöht werden, ohne die Auflösung zu gefährden. Das akustische Drucken hat die Zuverlässigkeit erhöht, weil es keine Düsen gibt, die verstopft werden können. Wie ersichtlich, ist die Eliminierung des Versagens-Modus aufgrund einer verstopften Düse besonders wichtig für die Zuverlässigkeit von großen Anordnungen von Tintenejektoren, wie z. B. Anordnungen mit der Breite einer Seite, die mehrere tausend getrennte Ejektoren (Spritzeinrichtungen) umfassen. Außerdem werden kleine Ejektionsöffnungen vermieden, sodass das akustische Drucken mit einer größeren Varietät von Tinten durchgeführt werden kann als das konventionelle Tintenstrahldrucken, z. B. mit Tinten mit höheren Viskositäten und Tinten, die Pigmente und andere teilchenförmige Komponenten enthalten. Es wurde gefunden, dass akustische Tintenstrahldrucker Druckköpfe aufweisen, die akustisch bestrahlte kugelförmige Fokussierungslinsen umfassen, die genau positionierte Pixel (d.h. Bildelemente) mit Auflösungen drucken können, die für ein qualitativ hochwertiges Drucken von verhältnismäßig komplexen Bildern ausreichen. Es wurde außerdem gefunden, dass die Größe der einzelnen Pixel, die mit einem solchen Drucker gedruckt werden, während des Betriebs über einen signifikanten Bereich variiert werden können, wodurch beispielsweise das Drucken von variabel schattierten Bildern möglich wird. Außerdem kann die bekannte Tröpfchen-Ejektortechnologie an die verschiedensten Druckkopf-Konfigurationen angepasst werden, wie z. B. (1) Einzelejektor-Ausführungsformen für das Raster-Abtastdrucken, (2) in Form einer Matrix konfigurierte Ejektor-Anordnungen für das Matrix-Drucken und (3) mehrere unterschiedliche Typen von Ejektor-Anordnungen mit der Breite einer Seite, die reichen von dünn besetzten Einzelreihen-Anordnungen für Hybrid-Formen des parallelen/seriellen Druckens bis zu gestapelten Mehrfachreihen-Anordnungen mit einzelnen Ejektoren für jede der Pixel-Positionen oder -Adressen innerhalb eines Bildfeldes mit der Breite einer Seite (d.h. einer Einzelejektor/Pixel/Linie) für das übliche Zeilendrucken. Tinten, die für das akustische Tintenstrahldrucken geeignet sind, sind in der Regel bei Umgebungstemperaturen (d.h. bei etwa 25°C) flüssig, bei anderen Ausführungsformen liegt die Tinte jedoch bei Umgebungstemperaturen in einem festen Zustand vor und es sind Einrichtungen vorgesehen, um die Tinte durch Erhitzen oder nach irgendeinem anderen geeigneten Verfahren vor der Einführung der Tinte in den Druckkopf zu verflüssigen. Es können Bilder aus zwei oder mehr Farben unter Anwendung verschiedener Verfahren erzeugt werden, beispielsweise durch Verfahren, bei denen ein einzelner Druckkopf die akustischen Wellen in Pools von unterschiedlich gefärbten Tinten abgibt. Weitere Informationen bezüglicher akustischer Tintenstrahl-Druckvorrichtungen und -verfahren sind beispielsweise zu finden in dem US-Patent 4 308 547, in dem US-Patent 4 697 195, in dem US-Patent 5 028 937, in dem US-Patent 5 041 849, in dem US-Patent 4 751 529, in dem US-Patent 4 751 530, in dem US-Patent 4 751 534, in dem US-Patent 4 801 953 und in dem US-Patent 4 797 693. Die Verwendung von fokussierten akustischen Strahlen zum Verspritzen von Tröpfchen mit einem kontrollierten Durchmesser und einer kontrollierten Geschwindigkeit aus einer freien Flüssigkeitsoberfläche sind auch beschrieben in "J. Appl. Phys.", Band 65, Nr. 9 (1. Mai 1989) und in den darin angegebenen Literaturstellen.
Obgleich die bekannten Zusammensetzungen und Verfahren für die Zwecke, für die sie bestimmt sind, geeignet sind, besteht weiterhin ein Bedarf für verbesserte Tintenzusammensetzungen, insbesondere solche, die für die Verwendung beim Tintenstrahldrucken geeignet sind. Außerdem besteht weiterhin ein Bedarf für Tintenzusammensetzungen, die eine schnelle Penetration in die Aufzeichnungssubstrate, wie z. B. gewöhliches Papier, aufweisen. Außerdem besteht weiterhin ein Bedarf für Tintenzusammensetzungen, die ein vermindertes Verlaufen (Ausbluten) zwischen den Farben aufweisen, wenn sie neben Bilder mit einer anderen Farbe gedruckt werden. Zusätzlich besteht weiterhin ein Bedarf für Tintenzusammensetzungen mit wünschenswerten Viskositätswerten.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tintenzusammensetzung, die umfasst (a) Wasser, (b) ein Färbemittel und (c) Malonaldehyd-bis-(dimethylacetal). Gemäß einer anderen Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Druckverfahren, das umfasst (1) das Einführen einer Tintenzusammensetzung, die (a) Wasser, (b) ein Färbemittel und (c) Malonaldehyd-bis(dimethylacetal) umfasst, in eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung und (2) das Aufspritzen der Tinte in Form von Tröpfchen in einem bildmäßigen Muster auf ein Aufzeichnungsblatt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Verminderung des Verlaufens (Ausblutens) zwischen den Farben (Farbvermischung) beim Tintenstrahldrucken, das umfasst (1) die Einführung einer ersten Tintenzusammensetzung mit einer ersten Farbe, die (a) Wasser, (b) ein Färbemittel und (c) Malonaldehyd-bis(dimethylacetal) umfasst, in eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung, (2) die Einführung einer zweiten Tintenzusammensetzung mit einer von der ersten Farbe verschiedenen Farbe, die (a) Wasser und (b) ein färbendes Pigment umfasst, in die Tintenstrahl-Druckvorrichtung, wobei die zweite Tintenzusammensetzung im Wesentlichen frei von Malonaldehyd-bis(dimethylacetal) ist, und (3) das Aufspritzen von Tröpfchen der ersten Tinte und der zweiten Tinte in Form von Tröpfchen in einem bildmäßigen Muster auf ein Aufzeichnungsblatt, wobei mindestens einige der Tröpfchen der ersten Tinte in Form von Tröpfchen auf das Aufzeichnungs blatt aufgespritzt werden benachbart zu mindestens einigen Tröpfchen der zweiten Tinte und wobei das Verlaufen (Vermischen) der Farben zwischen der ersten Tinte und der zweiten Tinte vermindert ist.
Die erfindungsgemäßen Tinten enthalten ein wässriges flüssiges Vehiculum (Träger). Der flüssige Träger (Vehiculum) kann nur aus Wasser bestehen oder er kann eine Mischung aus Wasser und einer wasserlöslichen oder mit Wasser mischbaren organischen Komponente umfassen, wie z. B. Ethylenglycol, Propylenglycol, Diethylenglycol, Glycerin, Dipropylenglycol, Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, Amide, Ether, Harnstoff, substituierte Harnstoffe, Carbonsäuren und ihre Salze, Ester, Alkohole, Organosulfide, Organosulfoxide, Sulfone (z. B. Sulfolan), Alkohol-Derivate, Carbitol, Butylcarbitol, Cellosolve, Tripropylenglycol-Monomethylether, Ether-Derivate, Aminoalkohole, Ketone, N-Methylpyrrolidinon, 2-Pyrrolidinon, Cyclohexylpyrrolidon, Hydroxyether, Sulfoxide, Lactone, Polyelektrolyte, Methylsulfonylethanol, Imidazol, Betain und andere wasserlösliche oder mit Wasser mischbare Materialien, sowie Mischungen davon. Die Nicht-Wasser-Komponente des flüssigen Trägers (Vehiculums) dient im Allgemeinen als Feuchthaltemittel oder Colösungsmittel, das einen höheren Siedepunkt als Wasser (100°C) hat. In den erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzungen liegt das flüssige Vehiculum (Träger) in der Regel in einer Menge von etwa 80 bis etwa 99,9 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 90 bis etwa 99 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tinte, vor, obgleich die Menge auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Vorzugsweise enthält die Tinte Wasser in einer minimalen Menge. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Tinte Wasser in einer Menge von nicht mehr als etwa 80 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von nicht mehr als etwa 60 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt in einer Menge von nicht mehr als etwa 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tinte, enthält, obgleich die Menge auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Tinten ferner Sulfolan, in der Regel in einer Menge von 0 bis etwa 50 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 5 bis etwa 40 Gew.-% und besonders bevorzugt von etwa 10 bis etwa 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tinte, obgleich die Menge auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Die erfindungsgemäßen Tinten enthalten außerdem ein Färbemittel. Das Färbemittel kann ein Farbstoff, ein Pigment oder eine Mischung davon sein. Zu Beispielen für geeignete Färbemittel gehören anionische Farbstoffe, kationische Farbstoffe, nicht-ionische Farbstoffe, zwitterionische Farbstoffe und dgl. Zu spezifischen Beispielen für geeignet Farbstoffe gehören Lebensmittel-Farbstoffe, wie z. B. Food Black Nr. 1, Food Black Nr. 2, Food Red Nr. 40, Food Blue Nr. 1, Food Yellow Nr. 7 und dgl., FD & C Farbstoffe, Acid Black-Farbstoffe (Nr. 1, 7, 9, 24, 26, 48, 52, 58, 60, 61, 63, 92, 107, 109, 118, 119, 131, 140, 155, 156, 172, 194 und dgl.), Acid Red Farbstoffe (Nr. 1, 8, 32, 35, 37, 52, 57, 92, 115, 119, 154, 249, 254, 256 und dgl.), Acid Blue-Farbstoffe (Nr. 1, 7, 9, 25, 40, 45, 62, 78, 80, 92, 102, 104, 113, 117, 127, 158, 175, 183, 193, 209 und dgl.), Acid Yellow-Farbstoffe (Nr. 3, 7, 17, 19, 23, 25, 29, 38, 42, 49, 59, 61, 72, 73, 114, 128, 151 und dgl.), Direct Black-Farbstoffe (Nr. 4, 14, 17, 22, 27, 38, 51, 112, 117, 154, 168 und dgl.), Direct Blue-Farbstoffe (Nr. 1, 6, 8, 14, 15, 25, 71, 76, 78, 80, 86, 90, 106, 108, 123, 163, 165, 199, 226 und dgl.), Direct Red-Farbstoffe (Nr. 1, 2, 16, 23, 24, 28, 39, 62, 72, 236 und dgl.), Direct Yellow-Farbstoffe (Nr. 4, 11, 12, 27, 28, 33, 34, 39, 50, 58, 86, 100, 106, 107, 118, 127, 132, 142, 157 und dgl.), Anthrachinon-Farbstoffe, Monoazo-Farbstoffe, Disazo-Farbstoffe, Phthalocyanin-Derivate, z. B. verschiedene Phthalocyaninsulfonatsaltze, Aza(18)annulene, Formazan-Kupfer-Komplexe, Triphenodioxazine, Reactive Red 4, Reactive Red 56, Reactive Red 31, Farbstoffe der Pro-Jet^®-Reihen, erhältlich von der Firma ICI, Reactive Black 31, Reactive Yellow 37, Reactive Red 180, verschiedene Raktiv-Farbstoffe, z. B. reactive Black-Farbstoffe, reactive Blue-Farbstoffe, reactive Red-Farbstoffe, reactive Yellow-Farbstoffe und dgl. sowie Mischungen davon. Der Farbstoff liegt in der Tintenzusammensetzung in jeder gewünschten oder wirksamen Menge vor, in der Regel in einer Menge von etwa 0,05 bis etwa 15 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.-% und besonders bevorzugt von etwa 1 bis etwa 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tinte, obgleich die Menge auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Zu Beispielen für geeignete Pigmente gehören verschiedene Ruße, wie z. B. Kanalruß, Ofenruß, Lampenruß und dgl. Zu gefärbten Pigmenten gehöre rote, grüne, blaue, braune, purpurrote, blaugrüne und gelbe Teilchen sowie Mischungen davon. Vorzugsweise ist die Pigment-Teilchengröße so gering wie möglich, um eine stabile kolloidale Suspension der Teilchen in dem flüssigen Träger (Vehiculum) zu ermöglichen und eine Verstopfung der Tintenkanäle zu verhindern, wenn die Tinte in einem thermischen Tintenstrahldrucker verwendet wird. Die bevorzugten durchschnittlichen Teilchendurchmesser liegen im Allgemeinen bei etwa 0,001 bis etwa 5 μm und besonders bevorzugt bei etwa 0,1 bis etwa 1 μm, obgleich die Teilchengröße auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. In der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung liegt das Pigment in einer wirksamen Menge vor, um den gewünschten Grad der Färbung zu erzielen. In der Regel liegt das Pigment vor in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 8 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 2 bis etwa 7 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tinte, obgleich die Menge auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Färbemittel eine Mischung aus einem anionischen Farbstoff und einer polyquaternären Amin-Verbindung und die Tinte enthält vorzugsweise ferner ein monomeres Salz, das mindestens ein Kation und mindestens ein Anion umfasst. Es kann jeder gewünschte oder geeignete anionische Farbstoff verwendet werden, wie z. B. (ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist) solche, wie sie oben aufgezählt sind. Bei dieser Ausführungsform liegt der anionische Farbstoff in der Tintenzusammensetzung in jeder gewünschten oder wirksamen Menge vor, in der Regel in einer Menge von etwa 0,05 bis etwa 10 Gew.%, vorzugsweise von etwa 0,1 bis etwa 7 Gew.-% und besonders bevorzugt von etwa 1 bis etwa 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tinte, obgleich die Menge auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Die polyquaternäre Amin-Verbindung, von der allgemein angenommen wird, dass sie mit dem anionischen Farbstoff eine Komplex bildet, ist ein Polymer, das in seinen wiederkehrenden Einheiten quaternäre Gruppen enthält. Das Polymer hat in der Regel ein gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht von etwa 1 000 bis etwa 10 000 000, vorzugsweise von etwa 3 000 bis etwa 1 000 000 und besonders bevorzugt von etwa 5 000 bis etwa 400 000, obgleich der Wert auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Das Polymer hat in der Regel ein zahlendurchschnittliches Molekulargewicht von etwa 800 bis etwa 11 000 000, vorzugsweise von etwa 3 300 bis etwa 1 100 000 und besonders bevorzugt von etwa 5 600 bis etwa 450 000, obgleich der Wert auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Das Polymer umfasst in der Regel etwa 5 bis etwa 70 000 wiederkehrende Monomer-Einheiten, vorzugsweise etwa 21 bis etwa 7 000 wiederkehrende Monomer-Einheiten und ganz besonders bevorzugt etwa 35 bis etwa 2 800 wiederkehrende Monomer-Einheiten, obgleich die Anzahl der wiederkehrenden Monomer-Einheiten auch außerhalb dieses Bereiches liegen kann. Geeignete polyquaternäre Amin-Verbindungen sind in der Regel solche der allgemeinen Formeln
worin bedeuten:
n eine ganze Zahl, welche die Anzahl der wiederkehrenden Monomer-Einheiten darstellt,
R₁ eine Alkylengruppe, z. B. gesättigte, ungesättigte, cyclische und substituierte Alkylengruppen (einschließlich Polymethylenoxidgruppen, Polyethy lenoxidgruppen, Polypropylenoxidgruppen und dgl.), in der Regel mit 1 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen, eine Arylengruppe, wie z. B. substituierte Arylengruppen, in der Regel mit 6 bis etwa 50 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 6 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen, oder eine Arylalkylengruppe, z. B. substituierte Arylalkylengruppen, in der Regel mit 7 bis etwa 60 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 7 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen, und
R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoffatome, Alkylgruppen, z. B. gesättigte, ungesättigte, cyclische und substituierte Alkylgruppen (einschließlich Polymethylenoxidgruppen, Polyethylenoxidgruppen, Polypropylenoxidgruppen und dgl.), in der Regel mit 1 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen, Arylgruppen, z. B. substituierte Arylgruppen, in der Regel mit 6 bis etwa 50 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 6 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen, Arylalkylgruppen, z. B. substituierte Arylalkylgruppen, in der Regel mit 7 bis etwa 60 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 7 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen, worin die Substituenten an den substituierten Alkyl-, Alkylen-, Aryl-, Arylen-, Arylalkyl- und Arylalkylengruppen sein können (ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist), Hydroxygruppen, Amingruppen, Ammoniumgruppen, Cyanogruppen, Pyridingruppen, Pyridiniumgruppen, Ethergruppen, Aldehydgruppen, Ketongruppen, Estergruppen, Amidgruppen, Carbonylgruppen, Sulfidgruppen, Sulfoxidgruppen, Phosphingruppen, Phosphoniumgruppen, Nitrilgruppen, Mercaptogruppen, Nitrosogruppen, Halogenatome, Nitrogruppen, Sulfongruppen, Acylgruppen, Mischungen davon und dgl., wobei zwei oder mehr Substituenten miteinander verbunden sein können unter Bildung eines Ringes.
Zu Beispielen für geeignete polyquaternäre Amin-Verbindungen gehören Polydiallylammonium-Verbindungen der allgemeinen Formel
worin bedeuten:
n eine ganze Zahl, welche die Anzahl der wiederkehrenden Monomer-Einheiten darstellt,
R₁ und R₂ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoffatome, Alkylgruppen, z. B. gesättigte, ungesättigte, cyclische und substituierte Alkylgruppen (einschließlich Polymethylenoxidgruppen, Polyethylenoxidgruppen, Polypropylenoxidgruppen und dgl.), in der Regel mit 1 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen, Arylgruppen, z. B. substituierte Arylgruppen, in der Regel mit 6 bis etwa 50 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit etwa 6 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen, oder Arylalkylgruppen, z. B. substituierte Arylalkylgrppen, in der Regel mit etwa 7 bis etwa 60 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 7 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen, wobei die Substituenten an den substituierten Alkyl-, Aryl- und Arylalkylgruppen sein können (ohne jedoch darauf beschränkt zu sein) Hydroxygruppen, Amingruppen, Ammoniumgruppen, Cyanogruppen, Pyridingruppen, Pyridiniumgruppen, Ethergruppen, Aldehydgruppen, Ketongruppen, Estergruppen, Amidgruppen, Carbonylgruppen, Sulfidgruppen, Sulfoxidgruppen, Phosphingruppen, Phosphoniumgruppen, Nitrilgruppen, Mercaptogruppen, Nitrosogruppen, Halogenatome, Nitrogruppen, Sulfongruppen, Acylgruppen, Mischungen davon und dgl., wobei zwei oder mehr Substituenten miteinander verbunden sein können unter Bildung eines Ringes, und
A ein Anion, wie z. B. Cl^–, Br^– , I^–, HSO₄ ^–, HSO₃ ^–, SO₄ ^2–, SO₃ ^2–, CH₂SO₃ ^–, CH₃SO ₃ ^–, CH₃C₆H₄SO₃ ^–, NO₃ ^–, HCOO^–, CN₃OOO^–, HCO₃ ^–, CO₃ ^2–, H₂PO₄ ^–, HPO₄ ^2–, PO₄ ^3– , SCN^–, BF₄ ^–, ClO₄ ^–, SSO₃ ^– oder dgl., wie z. B. Polydiallyldi methylammonium-Verbindungen, z. B. Polydiallyldimethylammoniumchlorid der Formel
worin n für eine ganze Zahl steht, welche die Anzahl der wiederkehrenden Monomer-Einheiten darstellt, im Handel erhältlich mit einem Molekulargewicht von etwa 400 000 (worin n für eine ganze Zahl von etwa 2 500 steht) von der Firma Calgon Corp. unter der Bezeichnung 261-RV und mit einem Molekulargewicht von etwa 5 000 (worin n für eine ganze Zahl von etwa 31 steht) von der Firma Calgon Corp. unter der Bezeichnung VARIKEM 110 oder E2253.
Geeignet sind auch polyquaternisierte Polyvinylamine der allgemeinen Formel
worin bedeuten:
n eine ganze Zahl, welche die Anzahl wiederkehrenden Monomer-Einheiten darstellt,
R₁, R₂ und R₃ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoffatome, Alkylgruppen, z. B. gesättigte, ungesättigte, cyclische und substituierte Alkylgruppen (einschließlich Polymethylenoxidgruppen, Polyethylenoxidgruppen, Polypropylenoxidgruppen und dgl.), in der Regel mit 1 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen, Arylgruppen, z. B. substituierte Arylgruppen, in der Regel mit 6 bis etwa 50 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit etwa 6 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen, Arylalkylgruppen, z. B. substituierte Arylalkylgruppen, in der Regel mit 7 bis etwa 60 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 7 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen, wobei die Substituenten an den substituierten Alkyl-, Aryl- und Arylalkylgruppen sein können (ohne jedoch darauf beschränkt zu sein) Hydroxygruppen, Amingruppen, Ammoniumgruppen, Cyanogruppen, Pyridingruppen, Pyridiniumgruppen, Ethergruppen, Aldehydgruppen, Ketongruppen, Estergruppen, Amidgruppen, Carbonylgruppen, Sulfidgruppen, Sulfoxidgruppen, Phosphingruppen, Phosphoniumgruppen, Nitrilgruppen, Mercaptogruppen, Nitrosogruppen, Halogenatome, Nitrogruppen, Sulfongruppen, Acylgruppen, Mischungen davon und dgl., wobei zwei oder mehr Substituenten miteinander verbunden sein können unter Bildung eines Ringes, und
A ein Anion, wie z. B. Cl^–, Br^–, I^–, HSO₄ ^–, HSO₃ ^–, SO₄ ^2–, SO₃ ^2–, CH₂SO₃ ^–, CH₃SO₃ ^–, CH₃C₆H₄SO₃ ^–, NO₃ ^–, HCOO^–, CH₃COO^– , HCO₃ ^–, CO₃ ^2–, H₂PO₄ ^–, HPO₄ ^2–, PO₄ ^3–, SCN^–, BF₄ ^–, ClO₄ ^–, SSO₃ ^– oder dgl.
Ebenfalls geeignet sind polyquaternisierte Polyallylamine der allgemeinen Formel
worin bedeuten:
n eine ganze Zahl, welche die Anzahl der wiederkehrenden Monomer-Einheiten darstellt,
R₁, R₂ und R₃ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoffatome, Alkylgruppen, z. B. gesättigte, ungesättigte, cyclische und substituierte Alkylgruppen (einschließlich Polymethylenoxidgruppen, Polyethylenoxidgruppen, Polypropylenoxidgruppen und dgl.), in der Regel mit 1 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen, Arylgruppen, z. B. substituierte Arylgruppen, in der Regel mit 6 bis etwa 50 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit etwa 6 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen, Arylalkylgruppen, z. B. substituierte Arylalkylgruppen, in der Regel mit 7 bis etwa 60 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 7 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen, wobei die Substituenten an den substituierten Alkyl-, Aryl- und Arylalkylgruppen sein können (ohne jedoch darauf beschränkt zu sein) Hydroxygruppen, Amingruppen, Ammoniumgruppen, Cyanogruppen, Pyridingruppen, Pyridiniumgruppen, Ethergruppen, Aldehydgruppen, Ketongruppen, Estergruppen, Amidgruppen, Carbonylgruppen, Sulfidgruppen, Sulfoxidgruppen, Phosphingruppen, Phosphoniumgruppen, Nitrigruppen, Mercaptogruppen, Nitrosogruppen, Halogenatome, Nitrogruppen, Sulfongruppen, Acylgruppen, Mischungen davon und dgl., wobei zwei oder mehr Substituenten miteinander verbunden sein können unter Bildung eines Ringes, und
A ein Anion, wie z. B. Cl^–, Br^–, I^–, HSO₄ ^–, HSO₃ ^–, SO₄ ^2–, SO₃ ^2–, CH₂SO₃ ^–, CH₃SO₃ ^–, CN₃C₆H₄SO₃ ^–, NO₃ ^–, HCOO^–, CH₃COO^–, HCO₃ ^–, CO₃ ^2–, H₂PO₄ ^–, HPO₄ ^2–, PO₄ ^3–, SCN^–, BF₄ ^–, ClO₄ ^–, SSO₃ ^– oder dgl.
Ebenfalls geeignet sind Epichlorhydrin/Amin-Copolymere, z. B. solche der allgemeinen Formel
worin bedeuten:
n eine ganze Zahl von etwa 3 bis etwa 3 000 und vorzugsweise von etwa 5 bis etwa 100, obgleich der Wert auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann, und
A irgendein geeignetes oder erwünschtes Anion, wie z. B. Cl^–, Br^–, I^–, HSO₄ ^–, HSO₃ ^–, SO₄ ^2–, SO₃ ^2–, CH₂SO₃ ^–, CH₃SO₃ ^–, CH₃C₆H₄SO₃ ^–, NO₃ ^–, HCOO^–, CH₃COO^–, HCO₃ ^–, CO₃ ^2–, H₂PO₄ ^–, HPO₄ ^2–, PO₄ ^3–, SCN^–, BF₄ ^– , ClO₄ ^–, SSO₃ ^– oder dgl.
Polymere dieser Formel sind im Handel erhältlich von der Firma Hercules, Wilmington, DE, unter Bezeichnung RETEN 200 oder RETEN 201 (Molekulargewicht im Allgemeinen weniger als 10 000) und von der Firma Cytex, Inc., West Patterson, NJ, unter der Bezeichnung CYPRO 514, 515 und 516 (worin die Polymeren ein Molekulargewicht in dem Bereich von etwa 75 000 bis etwa 250 000 haben und n etwa 870 bis etwa 3 000 bedeutet) und unter der Bezeichnung SUPERFLOC C567 (worin das Polymer ein Molekulargewicht von etwa 10 000 hat und n für eine Zahl von etwa 110 bis etwa 120, in der Regel für eine Zahl von etwa 116, steht).
Außerdem geeignet sind kationische Amid-Amin-Copolymere. Beispiele für geeignete kationische Amid-Aamin-Copolymere sind solche der allgemeinen Formel (A – B)_n ²ⁿ⁺·2nX^– worin bedeuten:
X ein Anion, z. B. Cl^–, Br^–, I^–, HSO₄ ^–, HSO₃ ^–, SO₄ ^2–, SO₃ ^2–, CH₂SO₃ ^–, CH₃SO₃ CH₃C₆H₄SO₃ ^–, NO₃ ^–, HCOO^–, CH₃COO^–, HCO₃ ^–, CO₃ ^2–, H₂PO₄ ^–, HPO₄ ^2–, PO₄ ^3–, SCN^–, BF₄ ^–, ClO₄ ^–, SSO₃ ^– oder dgl.
n eine ganze Zahl, welche die Anzahl der wiederkehrenden Monomer-Einheiten darstellt und in der Regel etwa 2 bis etwa 1 000, vorzugsweise etwa 3 bis etwa 200, besonders bevorzugt etwa 3 bis etwa 100 und ganz besonders bevorzugt etwa 3 bis etwa 10 beträgt, obgleich der Wert auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann,
und
B eine Gruppe, die ausgewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus (a) Monomeren der Formel
worin p für eine ganze Zahl steht, welche die Anzahl der wiederkehrenden Monomer-Einheiten darstellt und in der Regel für eine Zahl von etwa 1 bis etwa 12, vorzugsweise von 1 bis etwa 7 und besonders bevorzugt von 1 bis etwa 4 steht, obgleich der Wert auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann, wie z. B.
(i) Azelainsäurediamid, worin p für die Zahl 7 steht, der Formel
oder (ii) Adipinsäurediamid, worin p für die Zahl 4 steht, der Formel
und
(b) Ureido der Formel
Es können auch Mischungen von zwei oder mehr B-Monomeren innerhalb des Polymers verwendet werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind diese spezifischen Polymeren in der Regel Kondensationspolymere mit alternierenden A- und B-Monomerein heiten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht des Polymers beträgt in der Regel etwa 1 000 bis etwa 100 000, vorzugsweise etwa 1 000 bis etwa 30 000 und besonders bevorzugt etwa 2 000 bis etwa 5 000, obgleich der Wert auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Copolymere von einem Amin und einem Amid sind im Handel erhältlich beispielsweise von der Firma Rhone-Poulenc, Cranbury, NJ, beispielsweise unter der Handelsbezeichnung MIRAPOL AZ-1 der oben angegebenen Formel, worin das B-Monomer ein Azelainsäurediamid ist, n einen durchschnittlichen Wert von etwa 100 hat und dessen Molekulargewicht etwa 50 000 beträgt; MIRAPOL AD-1 der oben angegebenen Formel, worin das B-Monomer Adipinsäurediamid ist, n einen durchschnittlichen Wert von etwa 100 hat und das Molekulargewicht etwa 50 000 beträgt, und MIRAPOL A-15 der oben angegebenen Formel, worin das B-Monomer Ureido ist, n einen durchschnittlichen Wert von etwa 6 hat und das Molekulargewicht etwa 2 260 beträgt.
Ebenfalls geeignet sind Copolymere von Vinylpyrrolidinon und einem Vinylimidazoliumsalz. Gemäß einer Ausführungsform besteht das Copolymer aus einem Vinylimidazoliumsalz der Formel
worin X für ein Anion und R für ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe, in der Regel mit 1 bis etwa 8 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 1 bis etwa 3 Kohlenstoffatomen, stehen,
und einem Vinylpyrrolidinon der Formel
wobei das Copolymer ein solches der allgemeinen Formel ist
worin bedeuten:
X ein beliebiges geeignetes oder erwünschtes Anion, wie z. B. Cl^–, Br^–, I^–, HSO₄ ^–, HSO₃ ^–, SO₄ ^2–, SO₃ ^2–, CH₂SO₃ ^–, CH₃SO₃ ^–, CH₃C₆H₄SO₃ ^–, NO₃ ^–, HCOO^–, CH₃COO^–, HCO₃ ^–, CO₃ ^2–, H₂PO₄ ^–, HPO₄ ^2–, PO₄ ^3–, SCN^–, BF₄ ^–, ClO₄ ^–, SSO₃ ^– oder dgl.,
R ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe, in der Regel mit 1 bis etwa 8 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 1 bis etwa 3 Kohlenstoffatomen,
m eine ganze Zahl, welche die Anzahl der wiederkehrenden Vinylimidazolium-Einheiten angibt, und
n eine ganze Zahl, welche die Anzahl der wiederkehrenden Vinylpyrrolidinon-Einheiten angibt.
Wenn R für ein Wasserstoffatom steht, kann der pH-Wert der Tinte eingestellt werden, um eine optimale Tinten-Papier-Wechselwirkung zu ergeben; beispielsweise kann das Wasserstoffatom beim Kontakt mit dem Papier extrahiert werden oder der kationische Charakter des Polymers kann mit dem pH-Wert der Tinte eingestellt werden. Random-Copolymere der oben angegebenen allgemeinen Formel sind bevorzugt, obgleich auch alternierende und Block-Copolymere geeignet sind. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht des Polymers liegt in der Regel bei etwa 1 000 bis etwa 1 000 000, vorzugsweise bei etwa 1 000 bis etwa 100 000 und besonders bei etwa 2 000 bis etwa 5 000, obgleich der Wert auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Das Verhältnis zwischen den Vinylimidazolium-Monomeren und den Vinylpyrrolidinon-Monomeren beträgt in der Regel etwa 99 : 1 bis etwa 5 : 95, vorzugsweise etwa 95 5 bis etwa 20 : 80, besonders etwa 95 : 5 bis etwa 30 : 70 und ganz besonders bevorzugte etwa 95 : 5 bis etwa 50 : 50, obgleich der Wert auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Vinylpyrrolidinon/Vinylimidazoliumsalz-Copolymere sind im Handel erhältlich; beispielsweise liefert die Firma BASF, Parsippany, NJ, Vinylimidazoliumchlorid/Vinylpyrrolidinon-Copolymere (der oben angegebenen Formel, worin R für CH₃ steht) mit einem Molekulargewicht von etwa 100 000 in drei Monomer-Verhältnissen: LUVIQUAT^® FC905 weist ein Vinylimidazoliumchlorid : Vinylpyrrolidinon-Verhältnis von 95 : 5 auf mit 6,7 Milliäquivalenten kationischen Gruppen pro Gramm, LUVIQUAT^® FC550 weist ein Vinylimidazoliumchlorid : Vinylpyrrolidinon-Verhältnis von 50 : 50 auf mit 3,0 Milliäquivalenten kationischen Gruppen pro Gramm und LUVIQUAT^® FC370 weist ein Vinylimidazoliumchlorid : Vinylpyrrolidinon-Verhältnis von 30 : 70 auf mit 1,8 Milliäquivalenten kationischen Gruppen pro Gramm. Von der Firma BASF ist auch erhältlich LUVIQUAT^® HM552 mit einem Molekulargewicht von etwa 800 000 und einem Vinylimidazoliumchlorid : Vinylpyrrolidinon-Verhältnis von 50 : 50.
In der Tinte können auch Mischungen von zwei oder mehre polyquaternären Amin-Verbindungen vorhanden sein.
Die polyquaternäre Amin-Verbindung liegt in der Tinte in irgendeiner gewünschten oder wirksamen Menge vor, in der Regel in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 50 Gew.-%, insbesondere von etwa 0,05 bis etwa 40 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 1 bis etwa 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von etwa 1 bis etwa 9 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt von etwa 1 bis etwa 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tinte, obgleich die Menge auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Die bevorzugten relativen Mengen an polyquaternärem Amin und anionischem Farbstoff in der Tinte können auch als stöchiometrisches Verhältnis ausgedrückt werden, wobei das Molverhältnis von anionischen Farbstoffgruppen zu kationischen polyquaternären Gruppen in der Regel etwa 1 : 0,33 bis etwa 1 : 300, vorzugsweise etwa 1 : 1 bis etwa 1 : 20, besonders bevorzugt etwa 1 : 2 bis etwa 1 : 6 und am meisten bevorzugt etwa 1 : 3 beträgt, obgleich die relativen Mengen auch außerhalb dieser Bereiche liegen können.
Ohne auf irgendeine spezielle Theorie beschränkt zu sein, wird angenommen, dass das polyquatenäre Amin und der Farbstoff beim Vermischen der Tinten-Bestandteile einen mehrzähnigen Ionenkomplex bilden. Obgleich die Tinten-Bestandteile in jeder gewünschten Reihenfolge miteinander gemischt werden können, ist es bevorzugt, dass in der Tinte eventuell vorhandene Salz vor der Zugabe des Farbstoffs oder des polyquaternären Aminen zugegeben werden. Die Struktur des polyquaternären Komplexes ist innerhalb des normalen pH-Bereiches der Tinte im Allgemeinen unabhängig von dem pH-Wert der Tinte.
Bei bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Färbemittel eine Mischung aus einem anionischen Farbstoff und einem polyquaternären Amin, wobei die Tinten außerdem ein nicht-polymeres Salz enthalten, das mindestens ein Kation und mindestens ein Anion aufweist. Zu Beispielen für geeignete Kationen gehören Alkalimetallkationen, z. B. Li⁺, Na⁺ und K⁺, Erdalkalimetallkationen, z. B. Mg²⁺ und Ca²⁺, nicht-polymere oder monomere Ammonium- und quaternäre Amin-Kationen, wobei zu spezifischen Beispielen für Ammonium- und quaternäre Amin-Kationen gehören NH₄ ⁺, N(CH₃)₄ ⁺, H₃NCH₂CH₂NH₃ ²⁺, (H₃C)₃NCH₂CH₂N(CH₃)₃ ²⁺, Imidazolium, quaternisiertes 1,4-Diazabicyclo(2.2.2)octan, Cholin der Formel
quaternäre Alkylaminsalze, wie z. B. ETHOQUAD C/12 der Formel
worin R für eine langkettige Alkylgruppe mit 12 Kohlenstoffatomen, x und y für die ganzen Zahlen 0, 1 oder 2 stehen, welche die Anzahl der Ethoxygruppen darstellen, wobei x + y = 2, und A für ein Anion steht, wie z. B. ein Chlorid, im Handel erhältlich von der Firma Akzo Chemie, Chicago, IL und dgl., sowie Mischungen davon. Es kann jedes gewünschte Anion verwendet werden. Zu Beispielen für geeignete Anionen gehören Sulfat-, Sulfonat-, Sulfamat(NH₂SO₃ ^– ), Carbonat-, Nitrat-, Perchlorat-, organische Säureanionen, beispielsweise Formiat, Acetat, Propionat und dgl., Acetylacetonat der Formel
Halogenide, z. B. Chlorid, Bromid und Iodid und dgl., sowie Mischungen davon. Zu spezifischen Beispielen für geeignete Salze gehören Lithiumchlorid, Lithiumbromid, Lithiumiodid, Lithiumnitrat, Lithiumformiate, Lithiumacetat, Lithiumpropionat, Lithiumsulfat, Lithiumsulfonat, Lithiumsulfamat, Lithiumcarbonat, Lithiumperchlorat, Lithiumacetylacetonat, Lithiumsquarat, Natriumchlorid, Natriumbromid, Natriumiodid, Natriumnitrat, Natriumperchlorat, Natriumformiate, Natriumacetat, Natriumpropionat, Natriumsulfat, Natriumsulfonat, Natriumsulfamat, Natriumcarbonat, Natriumperchlorat, Natriumacetylacetonat, Natriumsquarat, Kaliumchlorid, Kaliumbromid, Kaliumiodid, Kaliumformiat, Kaliumacetat, Kaliumpropionat, Kaliumsulfat, Kaliumsulfonat, Kaliumsulfamat, Kaliumcarbonat, Kaliumperchlorat, Kaliumacetylacetonat, Kaliumsquarat, Calci umchlorid, Calciumnitrat, Calciumformiat, Calciumacetat, Calciumpropionat, Calciumsulfat, Calciumsulfonat, Calciumsulfamat, Calciumcarbonat, Calciumperchlorat, Calciumacetylacetonat, Calciumsquarat, Magnesiumchlorid, Magnesiumsulfat, Magnesiumformiat, Magnesiumacetat, Magnesiumpropionat, Magnesiumsulfat, Magnesiumsulfonat, Magnesiumsulfamat, Magnesiumcarbonat, Magnesiumperchlorat, Magnesiumacetylacetonat, Magnesiumsquarat, Ammoniumchlorid, Ammoniumbromid, Ammoniumiodid, Ammoniumacetat, Ammoniumformiat, Ammoniumnitrat, Ammoniumsulfat, Ammoniumpropionat, Ammoniumsulfonat, Ammoniumsulfamat, Ammoniumcarbonat, Ammoniumperchlorat, Ammoniumacetylacetonat, Ammoniumsquarat, Tetramethylammoniumchlorid, Tetramethylammoniumformiat, Tetramethylammoniumacetat, Tetramethylammoniumpropionat, Tetramethylammoniumsulfat, Tetramethylammoniumsulfonat, Tetramethylammoniumsulfamat, Tetramethylammoniumcarbonat, Tetramethylammoniumperchlorat, Tetramethylammoniumacetylacetonat, Tetramethylammoniumsquarat, Ethylendiamin-dihydrochlorid, 1,4-Diazabicyclo(2.2.2)octansalze, z. B. Hexamethoniumbromide der Formel
Imidazolsalze, z. B. Imidazoliumchlorid, Acetylacetonatsalze, z. B. Lithiumacetylacetonat, Squaratsalze, z. B. Tetramethylammoniumsquarat, Cholinsalze, z. B. Cholinchlorid, ETHOQUAD C/12 und dgl. Das Salz kann auch ein komplexes Salz sein, das Übergangsmetallkomplexe umfasst, wie z. B. Zn(NH₃)₄ oder dgl.
Das Salz liegt in der Tinte in irgendeiner gewünschten oder wirksamen Menge vor, in der Regel in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 40 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 0,1 bis etwa 30 Gew.-%, besonders bevorzugt von etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt von etwa 2 bis etwa 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tinte, obgleich die Menge auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Die bevorzugten relativen Mengen von Salz und anionischem Farbstoff in der Tinte können auch als stöchiometrisches Verhältnis ausgedrückt werden, wobei das Molverhältnis zwischen den Anionen in dem zugegeben Salz und den anionischen Farbstoff-Gruppen in der Regel in dem Bereich von etwa 0 : 1 bis etwa 100 : 1 für anionische Farbstoffe und in dem Bereich von etwa 0 : 1 bis etwa 500 : 1 für Direktfarbstoffe liegt. Für alle anionischen Farbstoffe (Säure-Farbstoffe, Direktfarbstoffe, Reaktivfarbstoffe und dgl.) beträgt das bevorzugte Molverhältnis zwischen den Anionen in dem zugegebenen Salz und den anionischen Farbstoffgruppen etwa 5 : 1 bis etwa 100 : 1, besonders bevorzugt etwa 10 : 1 bis etwa 80 : 1. Das Molverhältnis zwischen den Anionen in dem zugegebenen Salz und den anionischen Farbstoffgruppen kann aber auch außerhalb dieser Bereiche liegen. Außerdem kann dann, wenn die Anionen in dem zugegebenen Salz multivalent sind, gewünschtenfalls eine geringere Menge verwendet werden: beispielsweise kann dann, wenn die Anionen in dem zugegebenen Salz bivalent sind, die zugegebene Menge auf etwa die Hälfte der Menge herabgesetzt werden, die für ein monovalentes Anion erwünscht ist.
Ohne an eine spezielle Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass durch die Anwesenheit des Salzes die Löslichkeit oder Stabilität des Farbstoff/polyquaternären Amin-Verbindungs-Komplexes, der als Färbemittel in den erfindungsgemäßen Tinten verwendet wird, in dem Tinten-Vehiculum verbessert wird. Insbesondere wird angenommen, dass das Salz die Ladungen innerhalb des Polyelektrolyt-Komplexes, der das Färbemittel darstellt, abschirmen, wodurch eine kompaktere Struktur ermöglicht wird, die ihrerseits besser löslich oder stabiler ist in dem Tinten-Vehiculum. Wiederum wird angenommen, ohne an eine spezielle Theorie gebunden zu sein, dass innerhalb der Tinte das polyquaternäre Amin mit dem anionischen Farbstoff assoziiert (kombiniert) ist, wobei der Farbstoff die Rolle eines Gegenions spielt. Die benachbarten Ladungszentren in dem polyquaternären Amin stoßen einander ab und zwingen das polyquaternäre Amin in eine ausgestrecktere und weniger lösliche Grundgerüst-Konfiguration. Die Anwesenheit des Salzes in der Tinte führt, wie angenommen wird, zur Verringerung dieser Abstoßungen, macht die elektrische Doppelschicht kompakt und fördert einen kompakteren, besser löslichen polyquaternären Amin-Komplex. Die Anwesenheit des Salzes in der Tinte kann auch den Jitter herabsetzen, wenn die Tinte versprüht wird, und die Oberflächenspannung der Tinte erhöhen.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform liegt die polyquaternäre Amin-Verbindung in der Tinte in einer solchen Menge vor, dass die Anzahl der quaternären Amingruppen an der polyquaternären Amin-Verbindung die Anzahl der anionischen Gruppen an dem Farbstoff übersteigt. In einigen Fällen, insbesondere dann, wenn das Tinten-Vehiculum Colösungsmittel wie Sulfolan und/oder Harnstoff und ein Salz enthält, wenn der Farbstoff und die polyquaternäre Amin-Verbindung in solchen relativen Mengen vorliegen, dass die Anzahl der anionischen Gruppen an dem Farbstoff die Anzahl der kationischen quaternären Amingruppen an dem Polymer übersteigt, kann eine Ausfällung des Farbstoff/polyquaternären Amin-Komplexes aus dem Tinten-Vehiculum auftreten. Durch Erhöhung der Menge an der polyquaternären Amin-Verbindung in der Tinte ist es in diesen Fällen möglich, eine Tinte mit einer ausgezeichneten Lagerbeständigkeit, einer ausgezeichneten Wasserfestigkeit, einer ausgezeichneten Schmierbeständigkeit und einem verminderten Ausbluten (Verlaufen) der Farben zu erhalten.
Tintenzusammensetzungen, die erhöhte Mengen an polyquaternären Amin-Verbindung und eines Salzes enthalten, d.h. die mindestens etwa 6 Gew.-% polyquaternäre Amin-Verbindung und mindestens etwa 12 Gew.-% Salz enthalten, bieten auch den Vorteil, dass es möglich ist, Tinte in Abwesenheit von stabilisierenden Colösungsmitteln, wie z. B. Sulfolan und Harnstoff, zu formulieren. Die Möglichkeit der Formulierung von Tinten ohne Colösungsmittel oder Feuchthaltemittel, wie z. B. die genannten, bietet den Vorteil einer erhöhten Kompatibilität der Tinte mit Materialien, aus denen die Druckköpfe üblicherwei se hergestellt sind, einer verbesserten Lagerbeständigkeit und dgl. Tinten, die Glycol-Colösungsmittel, wie z. B. Dipropylenglycol, Tripropylenglycol-monomethylether und dgl. enthalten, können formuliert werden, ohne dass daraus eine Färbemittel-Destabilisierung resultiert.
Die erfindungsgemäßen Tinten enthalten ferner Malonaldehyd-bis(dimethylacetal). Malonaldehyd-bis(dimethylacetal) ist eine polare aprotische Verbindung der Formel
Dieses Material ist im Handel erhältlich beispielsweise von der Firma Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI. Das Malonaldehyd-bis(dimethylacetal) liegt in der Tinte in irgendeiner gewünschten oder wirksamen Menge vor, in der Regel in einer Menge von mindestens etwa 1 Gew.-%, vorzugsweise von mindestens etwa 5 Gew.-% und besonders bevorzugt von mindestens etwa 10 Gew.-%, und in der Regel von nicht mehr als etwa 70 Gew.-%, vorzugsweise von nicht mehr als etwa 50 Gew.-% und besonders bevorzugt von nicht mehr als etwa 40 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Tinte, obgleich die Menge auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt das Malonaldehyd-bis(dimethylacetal) in der Tinte in einer Menge von mindestens etwa 10 Gew.-% und in einer Menge von nicht mehr als etwa 40 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Tinte, vor.
Ohne an irgendeine spezielle Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass das Malonaldehyd-bis(dimethylacetal) nicht nur eine verbesserte Penetration der Tinte ermöglicht und das Ausbluten (Verlaufen) zwischen den Farben verringert, sondern auch diese Vorteile bietet, ohne einen übermäßig starken Anstieg der Tintenviskosität bis auf einen unerwünschten Wert. Da es keine Wasserstoffatome für eine Wasserstoffbindung und ein verhältnismäßig niedriges Molekulargewicht aufweist, verleiht Malonaldehyd-bis(dimethylacetal) der Tinte eine minimale zusätzliche Viskosität. Das hohe Verhältnis zwi schen Elektronenionenpaaren und dem Molekulargewicht dieses Materials führt ebenfalls, wie angenommen wird, zu einer Erhöhung des Wasserstoff bindungsvermögens an Wasser. Wiederum wird angenommen, ohne an eine spezielle Theorie gebunden zu sein, dass dann, wenn die Tinte, die das Malonaldehyd-bis(dimethylacetal) enthält, mit einer anderen Tinte in Kontakt kommt, die ein Pigment-Färbemittel enthält (das entweder selbstdispergierend ist, d.h. das Pigment-Teilchen enthält, deren Oberfläche behandelt worden ist, um sie in einer Tinte leichter dispergierbar zu machen, oder das Pigment-Teilchen und ein Dispergiermittel enthält), die Anwesenheit des Malonaldehydbis(dimethylacetals) in der ersten Tinte eine Beseitigung der Wasser-Wasserstoff-Bindungen aus den Pigment-Teilchen in der zweiten Tinte gegenüber dem Malonaldehyd-bis(dimethylacetal) in der ersten Tinte bewirkt, wodurch das Pigment in der zweiten Tinte destabilisiert wird, was dazu führt, dass sie auf dem Papier abgeschieden wird und wodurch ihre Fähigkeit, in dem Papier zu wandern, herabgesetzt wird. Das Ausbluten (Verlaufen) der Farben wird dadurch verringert.
Das Malonaldehyd-bis(dimethylacetal) kann auch in einer Tinte enthalten sein, die ein Pigment-Färbemittel (entweder ein selbstdispergierendes Pigment-Färbemittel, d.h. ein solches, in dem die Oberfläche der Pigment-Teilchen behandelt worden ist, um sie in einer Tinte leichter dispergierbar zu machen, oder das Pigment-Teilchen und ein Dispergiermittel). Die Anwesenheit des Malonaldehyd-bis(dimethylacetals) in der Tinte, im Allgemeinen in verhältnismäßig geringeren Mengen als dies in einer Tinte auf Farbstoffbasis üblich wäre, hat eine Neigung zur Destabilisierung des Pigment-Färbemittels. Die Menge des Malonaldehyd-bis(dimethylacetals) wird so gewählt, dass das Pigment, obgleich es destabilisiert ist, noch ausreichend stabil dispergiert ist, um das Funktionieren der Tinte zu ermöglichen. Wenn die Tinte mit dem Papier in Kontakt kommt, wird das Pigment sofort weiter destabilisiert, wodurch bewirkt wird, dass es auf dem Papier ausfällt und seine Fähigkeit, auf dem Papier zu wandern, herabgesetzt wird. Demzufolge ist eine Vermischung (ein Ausbluten) zwischen den Farben verringert. Bei dieser Ausführungsform liegt das Malonaldehyd bis(dimethylacetal) in der Tinte in irgendeiner gewünschten oder wirksamen Menge vor, in der Regel in einer Menge von etwa 5 bis etwa 40 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 10 bis etwa 30 Gew.-% und besonders bevorzugt von etwa 15 bis etwa 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tinte, obgleich die Menge auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Die Tintenzusammensetzungen haben im Allgemeinen eine Viskosität, die für die Verwendung in thermischen Tintenstrahl-Druckverfahren geeignet ist. Bei Raumtemperatur (d.h. bei etwa 25°C) beträgt die Viskosität der Tinte in der Regel nicht mehr als etwa 10 cP und vorzugsweise beträgt sie etwa 1 bis etwa 5 cP, besonders bevorzugt etwa 1 bis etwa 4 cP, obgleich die Viskosität auch außerhalb dieses Bereiches liegen kann, insbesondere für spezielle Anwendungen, beispielsweise für das akustische Tintenstrahldrucken.
Die erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzungen können irgendeinen geeigneten oder erwünschten pH-Wert haben. Für einige Ausführungsformen, beispielsweise für thermische Tintenstrahl-Druckverfahren, betragen die pH-Werte in der Regel etwa 3 bis etwa 11, vorzugsweise etwa 5 bis etwa 10 und besonders bevorzugt etwa 6 bis etwa 8,5, obgleich der pH-Wert auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Tintenzusammensetzungen, die für das Tintenstrahldrucken geeignet sind, können nach irgendeinem geeigneten Verfahren hergestellt werden. In der Regel werden die Tinten hergestellt durch einfaches Vermischen der Bestandteile. Ein Verfahren umfasst das gemeinsame Vermischen aller Tinten-Bestandteile und das Filtern der Mischung zur Herstellung einer Tinte. Die Tinten können auch hergestellt werden durch Vermischen der Bestandteile, durch Erhitzen, falls erwünscht, und Filtrieren, woran sich die Zugabe irgendwelcher erwünschter weiterer Zusätze zu der Mischung und das Vermischen bei Raumtemperatur unter mäßigem Schütteln bis zur Erzielung einer homogenen Mischung, in der Regel für einen Zeitraum von etwa 5 bis etwa 10 min, anschließt. Alternativ können die optionalen Tinten-Zusätze mit den anderen Tinten- Bestandteilen während dies Tinten-Herstellungsverfahrens vermischt werden, wobei das Vermischen nach irgendeinem der gewünschten Verfahren durchgeführt werden kann, beispielsweise durch Vermischen aller Bestandteile, gewünschtenfalls Erhitzen und Filtrieren.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren, das umfasst die Einführung einer erfindungsgemäßen Tinte in eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung und das Aufspritzen von Tintentröpfchen in Form eines bildmäßigen Musters auf ein Aufzeichnungsblatt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird in der Druckvorrichtung ein thermisches Tintenstrahldruck-Verfahren angewendet, bei dem die Tinte in den Düsen selektiv in Form eines bildmäßigen Musters erhitzt wird, wodurch bewirkt wird, dass Tintentröpfchen in Form eines bildmäßigen Musters verspritzt werden. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird in der Druckvorrichtung ein akustisches Tintenstrahl-Druckverfahren angewendet, bei dem Tintentröpfchen in Form eines bildmäßigen Musters durch akustische Strahlen verspritzt werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Verringerung des Ausblutens bzw. Verlaufens zwischen den Farben beim Tintenstrahl-Drucken, das umfasst

(1) die Einführung einer ersten Tintenzusammensetzung mit einer ersten Farbe, die (a) Wasser, (b) ein Färbemittel und (c) Malonaldehydbis(dimethylacetal) umfasst, in eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung,
(2) die Einführung einer zweiten Tintenzusammensetzung mit einer von der ersten Farbe verschiedenen Farbe, die (a) Wasser und (b) ein Pigment-Färbemittel umfasst, in die Tintenstrahl-Druckvorrichtung, wobei die zweite Tintenzusammensetzung im Wesentlichen frei von Malonaldehydbis(dimethylacetal) ist, und
(3) das Aufspritzen von Tröpfchen der ersten Tinte und der zweiten Tinte in Form eines bildmäßigen Musters auf ein Aufzeichnungsblatt, wobei mindestens einige Tröpfchen der ersten Tinte auf das Aufzeichnungsblatt aufgespritzt werden benachbart zu mindestens einigen Tröpfchen der zweiten Tinte und wobei ein Ausbluten (Verlaufen) der Farben der ersten Tinte und der zweiten Farbe vermindert wird. Vorzugsweise ist das Färbemittel in der ersten Tinte ein Farbstoff.

Es kann jedes geeignete Substrat oder Aufzeichnungsblatt verwendet werden, wie z. B. einfaches (gewöhnliches) Papier, z. B. Xerox^® 4024 Papiere, Papiere der Xerox^® Bild-Reihe, Courtland 4024 DP Papier, mit Linien (Unterteilungen) ausgestattes Notebook-Papier, Bond-Papier, mit Siliciumdioxid beschichtete Papiere, wie z. B. mit Siliciumdioxid beschichtetes Papier der Firma Sharp Company, JuJo-Papier und dgl., Bildfolien-Materialien, Gewebe, Textilprodukte, Kunststoffe, Polymerfilme, anorganische Substrate, wie z. B. Metalle und Holz, und dgl. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bedrucken eines porösen oder Tinte absorbierenden Substrats, wie z. B. von einfachem Papier.
Spezifische Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend näher beschrieben. Alle Teile und Prozentsätze sind, wenn nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht bezogen.
Beispiel I
Eine Tintenzusammensetzung wurde durch einfaches Vermischen der folgenden Bestandteile hergestellt:
Die resultierende Tinte wurde durch ein 1,2 μm-Filter filtriert. Die Tinte wies eine Viskosität bei 25°C von 4,28 cP, einen pH-Wert bei 25°C von 7,75, eine Oberflächenspannung von 32,2 dyn/cm und eine elektrische Leistungsfähigkeit von 22,8 millimhos auf.
Die so hergestellte Tintenzusammensetzung wurde in einen thermischen Tintenstrahldrucker LEXMARK^® 7200 eingeführt. Außerdem wurde in den Drucker eine schwarze Tinte eingeführt, hergestellt durch einfaches Vermischen der folgenden Bestandteile:
Die Tinte wies einen Viskosität bei 25°C von 1,9 cP, einen pH-Wert bei 25°C von 7,27, eine Oberflächenspannung von 36,1 dyn/cm und eine elektrische Leitfähigkeit von 0,298 millimhos auf.
Die schwarze Tinte und die gelbe Tinte wurden verwendet zur Erzeugung nebeneinander liegender schwarzer und gelber Bilder auf einem Courtland^® 4224 DP Papier und einem Fuji Xerox Multiace AK701 Papier. Es wurde das Verlaufen (Ausbluten) der Farben als durchschnittlicher MFLEN (Mid Frequency Line Edge Noise, horizontale Linien-Wert) der Grenzfläche zwischen den beiden Farben bestimmt. Das Verlaufen (Ausbluten) der Farben wird in der Regel hervorgerufen durch ein unerwünschtes Vermischen der Farben in der Nähe der Grenzbereiche und es führt zu einem verzerrten Strichbild (Linienbild) mit unregelmäßigen Rändern und hohen MFLEN-Werten. Ein kleinerer MFLEN-Wert ist erwünscht, weil er ein schärferes Strichbild (Linienbild) mit einem verminderten Verlaufen (Ausbluten) der Farben anzeigt. Der MFLEN-Wert wurde erhalten mittels einer Apparatur, die bestand aus einem Personal-Computer, einer Bestrahlungs-Lichtquelle, einem Filter und einem Bilderzeugungs-Mikroskop mit einem CDD-Sensor. Die Apparatur wurde mit einem Standard-Bild (Strichbild mit scharfen Rändern) geeicht. Es wurde eine Software unter Anwendung eines Fourier-Transformations-Verfahrens dazu verwendet, die MFLEN-Werte und die Linienbreite zu errechnen. Der durchschnittliche MFLEN-Wert betrug 9,3 auf Courtland^® 4224 DP-Papier und 19,9 auf Fuji Xerox Multiace AK701 Papier.
Beispiel II
Es wurde eine Tintenzusammensetzung hergestellt durch einfaches Vermischen der folgenden Bestandteile:
Die resultierende Tinte wurde durch ein 1,2 μm-Filter filtriert. Die Tinte wies eine Viskosität bei 25°C von 3,29 cP, einen pH-Wert bei 25°C von 8,58, eine Oberflächenspannung von 36,7 dyn/cm und eine elektrische Leitfähigkeit von 3,4 millimhos auf.
Die so hergestellte Tinte wurde in einen thermischen Tintenstrahldrucker LEXMARK^® 7200 eingeführt. In den Drucker wurde außerdem eine schwarze Tinte eingeführt, die wie in Beispiel I beschrieben hergestellt worden war. Die schwarze Tinte und die gelbe Tinte wurden verwendet zur Erzeugung von nebeneinander liegenden schwarzen und gelben Bildern auf einem Courtland^® 4224 DP Papier und einem Fuji Xerox Multiace AK701 Papier. Ein Verlaufen (Ausbluten) der Farben wurde bestimmt als durchschnittlicher MFLEN (Mid Frequency Line Edge Noise, horizontale Linien) Wert an der Grenzfläche zwischen den beiden Tinten. Der durchschnittliche MFLEN-Wert betrug 17,4 auf Courtland^® 4224 DP Papier und 22,2 auf Fuji Xerox Mulfiace AK701 Papier
Beispiel III
Es wurde eine Tintenzusammensetzung hergestellt durch einfaches Vermischen der folgenden Bestandteile:
Vergleichsbeispiel A
Durch einfches Vermischen der nachstehend angegebenen Bestandteile wurde eine Tintenzusammensetzung hergestellt.
Die resultierende Tinte wurde durch ein 1,2 μm-Filter filtriert. Die Tinte wies bei 25°C eine Viskosität von 3,61 cP, einen pH-Wert bei 21°C von 8,27, eine Oberflächenspannung von 36,6 dyn/cm und eine elektrische Leitfähigkeit von 4,25 millimhos auf.
Die so hergestellte Tintenzusammensetzung wurde in einen thermischen Tintenstrahldrucker LEXMARK^® 7200 eingeführt. In den Drucker wurde außerdem eine schwarze Tinte eingeführt, die wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt wurde. Die schwarze Tinte und die gelbe Tinte wurden verwendet zur Erzeugung von nebeneinander liegenden schwarzen und gelben Bildern auf Courtland^® 4224 DP Papier. Das Verlaufen (Ausbluten) der Farben wurde bestimmt als durchschnittlicher MFLEN (Mid Frequency Line Edge Noise, horizontale Linien) Wert der Grenzfläche zwischen den beiden Farben. Der durchschnittliche MFLEN-Wert betrug 54.

Claims

Tintenzusammensetzung, die umfasst (a) Wasser, (b) ein Färbemittel und (c) Malonaldehyd-bis(dimethylacetal).
Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, in der das Wasser in einer Menge von nicht mehr als etwa 80 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tinte, vorliegt.
Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, in der das Wasser in einer Menge von nicht mehr als etwa 60 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tinte, vorliegt.
Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in der das Färbemittel ein Farbstoff, ein Pigment oder eine Mischung davon ist.
Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in der das Färbemittel eine Mischung aus einem anionischen Farbstoff und einem polyquaternären Amin ist.
Tintenzusammensetzung nach Anspruch 5, die außerdem ein monomeres Salz mit mindestens einem Kation und mindestens einem Anion enthält.
Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in der das Malonaldehyd-bis(dimethylacetal) in der Tinte in einer Menge von mindestens etwa 1 Gew.-% und in einer Menge von nicht mehr als etwa 70 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tinte, vorliegt.
Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in der das Malonaldehyd-bis(dimethylacetal) in der Tinte in einer Menge von mindestens etwa 5 Gew.-% und in einer Menge von nicht mehr als etwa 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tinte, vorliegt.
Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die außerdem Sulfolan enthält.
Druckverfahren, das umfasst (1) das Einführen einer Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung und (2) das Aufspritzen der Tinte in Form von Tröpfchen in einem bildmäßigen Muster auf ein Aufzeichnungsblatt.