DE60012252T2

DE60012252T2 - Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren und Tintenzusammensetzung, die in diesem Verfahren verwendet wird

Info

Publication number: DE60012252T2
Application number: DE60012252T
Authority: DE
Inventors: Hidehiko Komatsu; Hiroto Nakamura
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2020-03-11
Also published as: DE60012252D1; EP1035180A1; US6379443B1; ATE271591T1; EP1035180B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Tintenzusammensetzung für das Tintenstrahlaufzeichnen und auf Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, worin Tintentröpfchen aus einem Aufzeichnungskopf zur Erzeugung eines Tintenbildes auf ein Aufzeichnungsmedium ausgestoßen werden.
Stand der Technik
Das Tintenstrahlaufzeichnen ist ein Druckverfahren, worin Tröpfchen einer Tintenzusammensetzung ausgestoßen und auf einem Aufzeichnungsmedium, wie Papier, abgeschieden werden, um ein Drucken durchzuführen. Dieses Verfahren hat das Merkmal, dass ein Bild mit hoher Auflösung und hoher Qualität bei einer hohen Geschwindigkeit mittels relativ billiger Vorrichtungen gedruckt werden kann. Im Allgemeinen enthält die in dem Tintenstrahlaufzeichnen verwendete Tintenzusammensetzung Wasser als eine Hauptkomponente und dazu zugesetzt ein Färbemittel und ein Netzmittel, wie Glycerin, um ein Verstopfen zu verhindern, und zu anderen Zwecken.
Eines der in dem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren zu lösenden Probleme ist das Auslaufen. Ferner sind z.B. eine gute Schnelligkeit beim Trocknen von Drucken, ein gutes Drucken auf verschiedenen Aufzeichnungsmedien und im Falle von Mehrfarbendrucken das Fehlen von Ausbluten der Tinte von Farbe zu benachbarten Farben erforderlich für Tinten für das Tintenstrahlaufzeichnen.
Es sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, um gute Bilder ohne Auslaufen oder Ausbluten herzustellen. So beschreiben z.B. die japanischen Offenlegungsschriften Nr. 288042/1987, 330032/1993 und 126952/1994 Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, worin ein Aufzeichnungsmedium während oder unmittelbar vor dem Drucken erwärmt wird.
EP 0 767 225 bezieht sich auf eine Tintenzusammensetzung für das Tintenstrahlaufzeichnen, umfassend ein Pigment, ein dispergiertes Harz, eine thermoplastische Harzemulsion, Wasser und optional ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel mit einer Polyoxyethylengruppe in ihrem Molekülgerüst.
In diesen Verfahren wird das Aufzeichnungsmedium erwärmt, um die Lösemittelkomponente in Punkten auf dem Aufzeichnungsmedium durch Wärmeenergie zu verdampfen, um das Auslaufen der Tinte zu verringern und gleichzeitig die Fixierung von gedruckten Bildern zu verbessern.
Das Erwärmen des Aufzeichnungsmediums hat jedoch die Gefahr, ein Versagen des Tintenstrahlkopfes nahe dem Aufzeichnungsmedium zum Ausstoßen der Tinte, eine Wärmeverzerrung des Aufzeichnungsmediums und Ähnliches hervorzurufen. Daher sollten Maßnahmen ergriffen werden, um diese unvorteilhaften Phänomene zu vermeiden. Ferner besteht ein immer steigendes Bedürfnis für einen Anstieg der Druckgeschwindigkeit und eine Erhöhung der Qualität. Zusätzlich ist noch ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren mit höherer Wirksamkeit, welches das Erwärmen des Aufzeichnungsmediums umfasst, in der Technik unter dem Gesichtspunkt der Energieeinsparung erwünscht gewesen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben nun festgestellt, dass eine Kombination einer Tintenzusammensetzung, die eine bestimmte Verbindung enthält, in einem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, worin ein Aufzeichnungsmedium auf eine Temperatur von oder über dem Trübungspunkt der Verbindung erwärmt wird, sehr gute Bilder mit hoher Wirksamkeit erzeugen kann. Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage dieser Feststellung gemacht worden.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, das in wirksamer Weise gute Bilder erzeugen kann, insbesondere ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, das auf Normalpapieren qualitativ hochwertige Drucke ohne Auslaufen oder Ausbluten bei einer relativ niedrigen Erwärmungstemperatur erzeugen kann, und eine Tintenzusammensetzung zur Verwendung in diesem Verfahren bereitzustellen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Tintenzusammensetzung bereitgestellt, umfassend ein wasserlösliches organisches Lösemittel, Wasser, ein Färbemittel im Zustand der Dispersion und wenigstens eine durch die Formel (1) wiedergegebene Verbindung: R-[O-(EO)m-(PO)n]-H (I)worin
EO eine Ethylenoxygruppe bedeutet,
PO eine Propylenoxygruppe bedeutet,
m und n jeweils eine ganze Zahl sind, und
R C_kH_2k+1 bedeutet, worin k eine natürliche Zahl von 4 bis 18 ist,
EO und PO ungeachtet der Reihenfolge in den Klammern beliebig angeordnet oder als Blöcke zusammen verbunden sind,
für ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, umfassend die Schritte des Ausstoßens von Tröpfchen der Tintenzusammensetzung, des Abscheidens der Tröpfchen auf einem erwärmten Aufzeichnungsmedium, dessen Oberfläche eine Temperatur von oder über dem Trübungspunkt der Verbindung der Formel (I) hat.
Gemäß einem anderen Aspekt wird eine Tintenzusammensetzung für ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren bereitgestellt, umfassend den Schritt des Ausstoßens von Tröpfchen einer Tintenzusammensetzung und des Abscheidens der Tröpfchen auf einem erwärmten Aufzeichnungsmedium,
wobei die Tintenzusammensetzung ein wasserlösliches organisches Lösemittel, Wasser, ein Färbemittel und eine Mehrzahl von durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen umfasst: R-[O-(EO)m-(PO)n]-H (I)worin
EO eine Ethylenoxygruppe bedeutet,
PO eine Propylenoxygruppe bedeutet,
m und n jeweils eine ganze Zahl sind, und
R C_kH_2k+1 bedeutet, worin k eine natürliche Zahl von 4 bis 18 ist,
EO und PO ungeachtet der Reihenfolge in den Klammern beliebig angeordnet oder als Blöcke zusammen verbunden sind,
wobei das Färbemittel im Zustand der Dispersion in der Tintenzusammensetzung vorhanden ist,
worin die Mehrzahl der durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen in eine erste Gruppe von Verbindungen und eine zweite Gruppe von Verbindungen klassifiziert sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist ein Diagramm, welches die grundlegende Konstruktion einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung zeigt, die bevorzugt beim Drucken der Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Definition
Die Tinte für das Tintenstrahlaufzeichnen gemäß der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine schwarze Tinte im Falle des einfarbigen Druckens und auf Farbtinten im Falle des Farbdruckens, speziell auf gelbe, magentafarbene, cyanfarbene Tinten, eine grüne Tinte, eine braune Tinte und eine orangefarbene Tinte, und optional eine schwarze Tinte.
Gemäß der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Trübungspunkt der durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindung auf eine Temperatur derart, dass, wenn eine wässrige Lösung der Verbindung der Formel (I), wobei die Konzentration der Verbin dung der Formel (I) die gleiche ist wie die Konzentration der Verbindung der Formel (I) in der Tintenzusammensetzung, bereitgestellt und dann erwärmt wird, die Lösung als Ergebnis einer Erniedrigung der Löslichkeit der Verbindung der Formel (I) in Wasser opak macht. Wenn Bezug auf den Trübungspunkt einer spezifischen Mischung von Verbindungen, die durch die Formel (I) wiedergegeben werden, genommen wird, bezieht sich ferner der Trübungspunkt insbesondere auf den Trübungspunkt einer wässrigen Lösung der Mischung von Verbindungen, die durch die Formel (I) wiedergegeben werden, wobei die Konzentration der durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindung die gleiche ist wie die Konzentration der Mischung in der Tintenzusammensetzung.
Durch die Formel (I) wiedergegebene Verbindung
Die Verwendung der Tintenzusammensetzung für das Tintenstrahlaufzeichnen gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst wenigstens eine durch die Formel (I) wiedergegebene Verbindung.
In der Formel (I) bedeutet EO Ethylenoxy, d.h. -CH₂CH₂O-, und PO bedeutet Propylenoxy, d.h. -CH₂CH₂CH₂O- oder -CH(CH₃)CH₂O-. EO und PO können in dem Molekül der durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindung (d.h. in Klammern in der Formel (I)) in jeder Reihenfolge angeordnet sein, und sie können beliebig angeordnet oder als Blöcke miteinander verbunden sein.
Die durch R in der Formel (I) wiedergegebene C_kH_2k+1-Gruppe kann vom verzweigten oder geradkettigen Typ sein. In diesem Fall ist k eine natürliche Zahl von 4 bis 18. Daher bedeutet R eine C_4-18-Alkylgruppe. Spezielle Beispiele davon umfassen Butyl-, Pentyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl- und Decylgruppen. Die Alkylgruppen mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 4 bis 10 Kohlenstoffatomen, können eine Tintenzusammensetzung mit guter Eindringbarkeit ergeben. Wie vorstehend beschrieben, kann die Alkylgruppe vom verzweigten oder geradkettigen Typ sein. Im Allgemeinen ist jedoch der verzweigte Typ bevorzugt. So kann z.B. im Falle einer Butylgruppe die Verwendung einer Verbindung, wobei R eine verzweigte Butylgruppe bedeutet, d.h. eine Isobutyl- oder t-Butylgruppe, als Hauptkomponente eine Tintenzusammensetzung mit guter Eindringbarkeit ergeben, was zu qualitativ hochwertigen Bildern führen kann. Gemäß der vorlie genden Erfindung können die durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen als Mischung von zwei oder mehreren verwendet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung bedeuten n und m entsprechende Werte für jedes Molekül in den durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen, die in der Tintenzusammensetzung enthalten sind. Falls anders angegeben, sind n und m manchmal ausgedrückt als Mittelwert für eine durch die Formel (I) wiedergegebene Mischung von Verbindungen, die in der Tintenzusammensetzung enthalten sind.
Die durch die Formel (I) wiedergegebene Verbindung kann durch Bereitstellen eines Alkohols mit einer entsprechenden Struktur als Ausgangsverbindung und Zugabe einer vorbestimmten molaren Menge von Ethylenoxid oder Propylenoxid zu der Ausgangsverbindung in einer Atmosphäre eines Alkali oder Ähnlichem hergestellt werden. Eine Mischung von zwei oder mehreren durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen wird gewöhnlich durch das vorstehende Verfahren erhalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Tintenzusammensetzung eine Mehrzahl von durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen, die in eine erste Gruppe von Verbindungen und eine zweite Gruppe von Verbindungen klassifiziert sind. Die erste Gruppe von Verbindungen erfüllt eine Beziehung, worin k = 6 bis 18 (bevorzugt 8 bis 16) und 2/3 ≦ m/n ≦ 1,5 (bevorzugt 0,8 ≦ m/n ≦ 1,25) ist und ein mittleres Molekulargewicht von 1000 bis 8000 (bevorzugt 1500 bis 7000) hat. Die zweite Gruppe von Verbindungen erfüllt eine Beziehung, worin k = 4 bis 10, m = 1 bis 10, n = 1 bis 5 und 1,5 ≦ m/n ist. Eine Mischung dieser zwei Gruppen von Verbindungen kann den Trübungspunkt erniedrigen. Folglich kann die Erwärmungstemperatur des Aufzeichnungsmediums auf eine relativ niedrige Temperatur gebracht werden. Das Erwärmen auf lediglich die relativ niedrige Temperatur kann gute Bilder erzeugen, die kein signifikantes Auslaufen oder kein signifikantes Ausbluten der Tinte von Farbe zu Farbe haben. Gemäß von durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen war für eine große Anzahl von Tintenzusammensetzungen auf Wasserbasis ein Erwärmen auf die Siedetemperatur von Wasser (100°C) oder darüber erforderlich, um gute Bilder frei von Auslaufen oder Ausbluten zu erhalten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann jedoch die Erwärmungstemperatur des Aufzeichnungsmediums auf eine Temperatur unter der Siede temperatur von Wasser gebracht werden. Gute Bilder ohne signifikantes Auslaufen oder Ausbluten werden als durch den folgenden Mechanismus erzeugbar angesehen. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass der folgende Mechanismus lediglich hypothetisch ist und die vorliegende Erfindung nicht beschränkt. Die erste Gruppe von Verbindungen kann die Trennung zwischen dem Lösemittel und dem Färbemittel in der Tintenzusammensetzung bei einer Temperatur von oder über dem Trübungspunkt beschleunigen, wodurch Auslaufen unterdrückt wird. Andererseits kann die zweite Gruppe von Verbindungen das Eindringen des Lösemittels in die Tintenzusammensetzung beschleunigen, um das Ausbluten der Tinte von Farbe zu Farbe zu verhindern. Das heißt, diese zwei Gruppen von Verbindungen haben die Wirkung der Verbesserung der Eindringung der Tintenzusammensetzung und die Wirkung der Trennung des Färbemittels von dem Lösemittel in der Tintenzusammensetzung. Obwohl es schwierig ist, zu sagen, dass die zwei Wirkungen bei lediglich einer aus der ersten Gruppe von Verbindungen und der zweiten Gruppe von Verbindungen erreicht werden, besteht eine Neigung, dass die Wirkung der Trennung des Dispersionsmediums von dem Färbemittel ansteigt mit ansteigendem Molekulargewicht der ersten Gruppe von Verbindungen.
Wenn ein oberflächenaktives Mittel zu einer Tintenzusammensetzung unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung des Eindringens der Tintenzusammensetzung in das Aufzeichnungsmedium zugesetzt wird, hemmt das oberflächenaktive Mittel manchmal die vorstehende Funktion der ersten Gruppe von Verbindungen. Die Zugabe der zweiten Gruppe von Verbindungen ist auch vorteilhaft dahingehend, dass die nachteilige Wirkung des oberflächenaktiven Mittels verhindert werden kann. Ein zusätzlicher Vorteil ist derart, dass, wenn die zweite Gruppe von Verbindungen eine niedrige Löslichkeit in Wasser bei Raumtemperatur hat, die erste Gruppe von Verbindungen die Auflösung der zweiten Gruppe von Verbindungen in der Tintenzusammensetzung beschleunigen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat wenigstens eine aus der ersten Gruppe von Verbindungen und der zweiten Gruppe von Verbindungen bevorzugt einen Trübungspunkt von Raumtemperatur bis 100°C (bevorzugter von 40 bis 70°C) unter dem Gesichtspunkt der Verhinderung des Auslaufens und Ausblutens der Tinte von Farbe zu Farbe. Ferner ist der vorstehende Temperaturbereich vorteilhaft dahingehend, dass ein Versagen der Tinte, die im Verlauf der Zufuhr von dem Tintenbehälter zu dem Aufzeichnungskopf bei Raumtemperatur oder sonstwie in den Aufzeichnungskopf zuzuführen ist, weniger wahrscheinlich auftritt, die Verbrauchsenergie niedrig gehalten werden kann, das Drucken in stabiler Weise durchgeführt werden kann, und eine Verschlechterung von Teilen des Druckers durch Wärme weniger wahrscheinlich auftritt.
Die zugesetzten Mengen der ersten Gruppe von Verbindungen und der zweiten Gruppe von Verbindungen können in geeigneter Weise so bestimmt werden, dass die vorstehenden Vorteile bereitgestellt werden können. Der Gehalt der ersten Gruppe von Verbindungen beträgt jedoch bevorzugt etwa 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Tintenzusammensetzung, und der Gehalt der zweiten Gruppe von Verbindungen beträgt bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Tintenzusammensetzung.
Färbemittel
Das in der Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthaltene Färbemittel ist im Zustand der Dispersion in der Tintenzusammensetzung vorhanden. Daher unterliegt das Färbemittel gemäß der vorliegenden Erfindung keiner besonderen Beschränkung, sofern das Färbemittel in zufriedenstellender Weise in einem wässrigen Medium dispergiert werden kann.
Spezielle Beispiele von Pigmenten umfassen organische Pigmente und anorganische Pigmente.
Anorganische Pigmente für schwarz umfassen z.B.: Ruße (C.I. Pigment Black 7), wie Ofenruß, Lampenruß, Acetylenruß und Kanalruß, und Eisenoxidpigmente. Organische Pigmente für schwarz umfassen schwarze organische Pigmente, wie Anilinschwarz (C.I. Pigment Black 1).
Pigmente für gelbe Tinte umfassen C.I. Pigment Yellow 1 (Hanza Yellow), 3 (Hanza Yellow 10G), 12, 13, 14, 17, 24 (Flavanthrone Yellow), 34, 35, 37, 53, 55, 65, 73, 74, 81, 83, 93, 94, 95, 97, 98, 99, 108 (Anthrapyrimidingelb), 109, 110, 113, 117 (Kupferkomplexsalzpigment), 120, 128, 133 (Chinophthalon), 138, 139 (Isoindolinon), 147, 151, 153 (Nickelkomplexpigment), 154, 167, 172 und 180.
Pigmente für magentafarbene Tinte umfassen: C.I. Pigment Red 1 (Pararot), 2, 3 (Toluidinrot), 5 (ITR-Rot), 7, 9, 10, 11, 12, 17, 30, 31, 38 (Pyrazolonrot), 42, 88 (Thioindigo), 112 (Naphthol AS-Pigment), 114 (Naphthol AS-Pigment), 122 (Dimethylchinacridon), 123, 144, 149, 150, 166, 168 (Anthanthronorange), 170 (Naphthol AS-Pigment), 171, 175, 176, 177, 178, 179 (Perylenkastanienrot), 185, 187, 209 (Dichlorchinacridon), 219, 224 (Perylenpigment), 245 (Naphthol AS-Pigment) und C.I. Pigment Violet 19 (Chinacridon), 23 (Dioxazinviolett), 32, 33, 36, 38, 43 und 50.
Pigmente für cyanfarbene Tinte umfassen C.I. Pigment Blue 15, 15 : 1, 15 : 2, 15 : 3, 16 (metallfreies Phthalocyanin), 18 (alkaliblauer Toner), 25, 60 (Threnblau), 65 (Violanthron) und 66 (Indigo).
Organische Pigmente für von magentafarbenen, cyanfarbenen und gelben Tinten verschiedene Farbtinten umfassen:

C.I. Pigment Green 7 (Phthalocyaningrün), 10 (Grüngold), 36 und 37,
C.I. Pigment Brown 3, 5, 25 und 26 und
C.I. Pigment Orange 1, 2, 5, 7, 13, 14, 15, 16, 34, 36 und 38. Zusätzlich können z.B. auch modifizierte Pigmente, hergestellt durch Behandeln von Pigmenten mit Harz oder Ähnlichem, wie gepfropfte Kohlenstoffverbindungen, verwendet werden. Die vorstehenden Pigmente können auch in Kombination von zwei oder mehreren von ihnen verwendet werden.

Die Menge des zu der Tintenzusammensetzung zugesetzten Färbemittels kann in geeigneter Weise bestimmt werden. Die Menge des zugesetzten Färbemittels beträgt jedoch bevorzugt 0,5 bis 30 Gew.-%, bevorzugter 1,0 bis 12 Gew.-%. Wenn die Menge des Färbemittels in den vorstehenden Mengenbereich fällt, kann eine gute Druckdichte sichergestellt werden. Ferner kann in diesem Fall die Viskosität der Tintenzusammensetzung in einen geeigneten Bereich gebracht werden derart, dass ein stabiler Ausstoß verwirklicht werden kann.
Der mittlere Teilchendurchmesser des Färbemittels beträgt bevorzugt nicht mehr als 25 μm, bevorzugter nicht mehr als 1 μm. Der mittlere Teilchendurchmesser beträgt bevorzugter nicht mehr als 0, 3 μm unter dem Gesichtspunkt der Stabilität gegen Sedimentation.
Das Pigment kann in einem wässrigen Medium mit Hilfe eines Dispergiermittels dispergiert werden. Beispiele von hierin verwendbaren Dispergiermitteln umfassen solche, worin das Molekülgerüst aus einem Styrol-Acrylsäure-Copolymerharz aufgebaut ist, wobei das Molekulargewicht-Gewichtsmittel (hierin nachstehend als "Molekulargewicht" bezeichnet) 1600 bis 25000 beträgt, und der Säurewert 10 bis 250 beträgt. Spezifische Beispiele solcher Dispergiermittelumfassen solche, die von Johnson Polymer Corp. hergestellt werden, z.B. Joncryl 68 (Molekulargewicht 10000, Säurewert 195), Joncryl 680 (Molekulargewicht 3900, Säurewert 215), Joncryl 682 (Molekulargewicht 1600, Säurewert 235), Joncryl 550 (Molekulargewicht 7500, Säurewert 200), Joncryl 555 (Molekulargewicht 5000, Säurewert 200), Joncryl 586 (Molekulargewicht 3100, Säurewert 105), Joncryl 683 (Molekulargewicht 7300, Säurewert 150) und B-36 (Molekulargewicht 6800, Säurewert 250).
Um das Harzdispergiermittel aufzulösen, ist die Bildung eines Salzes davon mit Acrylsäure bevorzugt. Zu diesem Zweck können Gegenionen, z.B. Aminomethylpropanol, 2-Aminoisopropanol, Triethanolamin, Morpholin oder wässriges Ammoniak, zugesetzt werden. Die Zugabe des Gegenions in einer Menge von wenigstens dem Neutralisierungsäquivalent des Harzdispergiermittels genügt für ins Auge gefasste Ergebnisse. Die Menge des zugesetzten Gegenions beträgt jedoch bevorzugt etwa das 1,3-fache des Neutralisationsäquivalents unter dem Gesichtspunkt der Fixierung nach dem Drucken.
Um dem Dispergiermittel Auflösungsstabilität zu geben, wird weiter bevorzugt ein pH-Puffer zugesetzt, um die Ionendissoziation des Salzes in dem Dispergiermittel zu erleichtern, und dadurch die Tinte auf einen optimalen pH-Wert einzustellen. Spezifische Beispiele von hierin verwendbaren pH-Puffern umfassen Kaliumhydrogenphthalat, Kaliumdihydrogenphosphat, Dinatriumhydrogenphosphat, Natriumtetraborat, Kaliumhydrogentartrat, Natriumhydrogencarbonat, Natriumcarbonat, Tris(hydroxymethyl)aminomethan und Tris(hydroxymethyl)aminomethan-Hydrochlorid. Die Menge des zugesetzten pH-Puffers kann in geeigneter Weise bestimmt werden. Unter dem Gesichtspunkt der Haltbarkeit des Druckkopfes und der Stabilität der Tinte ist die Menge des zugesetzten pH-Puffers bevorzugt derart, dass der pH-Wert der Tintenzusammensetzung auf etwa 7 bis 10 gebracht wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Färbemittel ein oberflächenmodifizierter Ruß oder ein organisches Pigment, welcher bzw. welches auf seiner Oberfläche eine funktionelle Gruppe eingeführt hat und allein in einem wässrigen Lösemittel dispergiert werden kann. Die Verwendung dieses Pigments kann eine stabile Tintenzusammensetzung ergeben. So kann z.B. die Zugabe der durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindung und zusätzlich von Glycolethern, wie (Di)propylenglycolmonobutylether oder Di(tri)ethylenglycolmonobutylether, zu einer ein Färbemittel enthaltenden Tintenzusammensetzung, das darin mit Hilfe eines Dispergiermittels dispergiert worden ist, manchmal das Tintenzusammensetzungssystem instabil machen, was häufig zu einer Koagulation führt. Selbst wenn die vorstehende Komponente zu der Tintenzusammensetzung zugesetzt wird, kann jedoch das oberflächenmodifizierte Pigment in stabiler Weise in der Tintenzusammensetzung dispergiert werden. Wenn die Tintenzusammensetzung während der Lagerung hohen Temperaturen ausgesetzt ist, ist es z.B. wahrscheinlich, dass eine Koagulation auftritt. Speziell wird die Temperatur häufig auf den Trübungspunkt der durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindung oder darüber erhöht, was zur Bildung von Koagulat führt. Im Gegensatz dazu ist die Tintenzusammensetzung unter Verwendung des oberflächenmodifizierten Pigments vorteilhaft dahingehend, dass das Koagulat bei der Rückkehr der Temperatur auf Raumtemperatur verschwindet.
Beispiele von Verfahren zum Einführen funktioneller Gruppen in die Oberfläche des Pigments werden beschrieben. Zur Einführung von Carboxyl- oder Hydroxylgruppen ist die Flüssigphasen- oder Gasphasenoxidation mit einem Oxidationsmittel, wie Ozon, Salpetersäure, Wasserstoffperoxid, unterhalogenige Säure, Stickoxid oder Fluorgas, bevorzugt. Eine Plasmabehandlung kann diese Gruppen ebenfalls einführen. Andererseits kann eine Sulfonierung mit einem Sulfonierungsmittel, wie Schwefelsäure, rauchende Schwefelsäure, sulfonierte Pyridincarbonsäure, Sulfaminsäure, Schwefeltrioxid, Chlorschwefelsäure oder Amidoschwefelsäure, zur Einführung von Schwefel enthaltenden funktionellen Gruppen, welche die Sulfinsäuregruppe (SO₂ ^–) und die Sulfonsäuregruppe (SO₃ ^–) enthalten, verwendet werden. Diese Oxidationsmittel und Sulfonierungsmittel können allein oder als eine Mischung von zwei oder mehreren verwendet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung genügt die Anwesenheit von funktionellen Gruppen zur Verleihung von Dispergierbarkeit an das Pigment auf wenigstens der Oberfläche von Teilchen für zufriedenstellende Ergebnisse. Die funktionellen Gruppen können auch in den Teilchen enthalten sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen funktionelle Gruppen, die zum Verleihen von Dispergierbarkeit an das Pigment befähigt sind, eingeführt in die Oberfläche von Pigmentteilchen, Schwefel enthaltende funktionelle Gruppen. Spezifische Beispiele davon umfassen die Sulfinsäuregruppe (SO₂ ^–) und die Sulfonsäuregruppe (SO₃ ^–). Carboxyl- und Hydroxylgruppen sind als funktionelle Gruppen bekannt, die befähigt sind, dem Pigment Dispergierbarkeit zu verleihen. Im Allgemeinen sind jedoch harte Reaktionsbedingungen, wie Oxidation, erforderlich, um Carboxyl- und Hydroxylgruppen in das Pigment auf seine Oberfläche einzuführen. Daher führt ein Versuch zum Einführen dieser Gruppen in organische Pigmente, die verschieden sind von Ruß, zu der Gefahr, dass die Struktur des organischen Pigments, das zur Farbentwicklung beiträgt, zerstört wird. Aus diesem Grund ist das Pigment, welchem die Dispergierbarkeit durch Einführen dieser Gruppen verliehen werden kann, praktisch auf Ruß beschränkt gewesen. Im Gegensatz dazu sind Schwefel enthaltende funktionelle Gruppen, wie die Sulfinsäuregruppe oder die Sulfonsäuregruppe, Dispergierbarkeit verleihende Gruppen, die unter relativ milden Reaktionsbedingungen eingeführt werden können. Daher kann die Verwendung der Schwefel enthaltenden funktionellen Gruppen in sehr vorteilhafter Weise den Bereich von Pigmenten verbreitern, die allein in wässrigen Lösemitteln dispergiert werden können.
Pigmentteilchen, die solche Schwefel enthaltenden funktionellen Gruppen auf ihrer Oberfläche haben, können durch herkömmliche Verfahren hergestellt werden, und Beispiele davon umfassen die japanischen Offenlegungsschriften Nr. 283596/1996, 110110/1998, 110111/1998 und 110114/1998.
Ein bevorzugtes Beispiel des Verfahrens zur Herstellung von eine wässrige Dispersion enthaltenden Pigmentteilchen mit Schwefel enthaltenden Gruppen auf ihrer Oberfläche wird beschrieben. Zu Beginn wird ein teilchenförmiges Pigment zu einem aprotischen Lösemittel (z.B. N-Methyl-2-pyrrolidon oder Sulfolan) in einer Menge des 3- bis 200-fachen des Gewichts, bezogen auf das Gewicht des Pigments, zugesetzt. Das System wird mit einem Sulfonierungsmittel modifiziert, während das Pigment dispergiert wird. Hierin verwendbare Sulfonierungsmittel umfassen z.B. sulfonierte Pyridinsalze, Sulfaminsäure, Amidoschwefelsäure, Fluorschwefelsäure, Chlorschwefelsäure, Schwefeltrioxid, rauchende Schwefelsäure und Schwefelsäure. Diese Sulfonierungsmittel können allein oder in Kombination von zwei oder mehreren von ihnen verwendet werden. Die Behandlung mit dem Sulfonierungsmittel kann unter Erwärmen (etwa 60 bis 200°C) und Rühren durchgeführt werden. Das Erwärmen kann vor oder nach der Zugabe des Sulfonierungsmittels durchgeführt werden. Nach der Sulfonierung werden das aprotische Lösemittel und das restliche Sulfonierungsmittel aus der Pigmentaufschlämmung entfernt. So kann z.B. Waschen mit Wasser, Ultrafiltration, Umkehrosmose, Zentrifugation und/oder Filtration wiederholt werden, um das aprotische Lösemittel und das restliche Sulfonierungsmittel aus der Pigmentaufschlämmung zu entfernen. Anschließend wird das sulfonierte Pigment zusammen mit einem Netzmittel zu einer wässrigen Flüssigkeit (insbesondere mit Ionenaustauscher behandeltes Wasser oder destilliertes Wasser) bis zu einer Konzentration von etwa 10 bis 40 Gew.-% zugesetzt. Ferner wird, falls notwendig, herkömmliches Dispergieren für einen kurzen Zeitraum durchgeführt. Auf diese Weise kann eine wässrige Dispersion des Pigments hergestellt werden, ohne den Schritt einer Trocknung des Pigments durchzuführen.
Die Menge der Dispergierbarkeit verleihenden Gruppen, die in die Pigmentteilchen eingeführt wird, die in der Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist, beträgt bevorzugt nicht weniger als 10 × 10^–6 Äquivalent pro Gramm der Pigmentteilchen. Die Einführung der Dispergierbarkeit verleihenden Gruppen in dieser Menge kann Tintenzusammensetzungen ergeben, die eine gute Lagerstabilität und eine hohe Dichte beim Drucken haben.
Die gefärbten Harzteilchen, die zu der Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung zugesetzt werden können, umfassen grundsätzlich wenigstens eine Harzkomponente und ein Färbemittel, und Zusätze können in geeigneter Weise zugesetzt werden, um die Eigenschaften der Tintenzusammensetzung zu verbessern.
Harze zum Aufbau von gefärbten Harzteilchen umfassen Polystyrol, Styrol/Acrylester-Copolymer, Polyacrylester, Polymethacrylester, Polyethylacrylat, Styrol/Butadien-Co-polymer, Butadien-Copolymer, Acrylnitril/Butadien-Copolymer, Chloropren-Copolymer, vernetztes Acrylharz, vernetztes Styrolharz, Vinylidenfluorid, Benzoguanaminharz, Polyethylenharz, Polypropylenharz, Styrol/Methacrylester-Copolymer, Styrol/Acrylamid-Copolymer, n-Isobutylacrylat, Vinylacetat, Acrylamid, Polyvinylacetal, Kolophoniumharz, Vinylidenchloridharz, Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, Vinylacetat/Acryl-Copolymer und Vinylchloridharz.
Färbemittel für Harzteilchen umfassen öllösliche Farbstoffe, Dispersionsfarbstoffe und Pigmente. Das Färbemittel hat bevorzugt eine ausgezeichnete Befähigung, das Harz zu färben und wird nicht in Wasser als Dispersionsmedium aufgelöst. Öllösliche Farbstoffe und Dispersionsfarbstoffe, die in gefärbten Harzteilchen verwendbar sind, umfassen:

C.I. Solvent Black 3, 5 und 22;
C.I. Solvent Yellow 19, 44, 98, 104, 105, 112, 113 und 114;
C.I. Solvent Red 8, 24, 71, 109, 152, 155, 176, 177 und 179;
C.I. Solvent Blue 2, 11, 25, 78, 94 und 95;
C.I. Solvent Green 26;
C.I. Orange 5, 40, 45, 72, 63, 68 und 78;
C.I. Solvent Violet 13, 31, 32 und 33;
C.I. Disperse Yellow 3, 5, 56, 60, 64 und 160;
C.I. Disperse Red 4, 5, 60, 72, 73 und 91;
C.I. Disperse Blue 3, 7, 56, 60, 79 und 198; und
C.I. Disperse Orange 13 und 30.

Die Menge des zugesetzten Färbemittels kann in geeigneter Weise bestimmt werden, indem die Art des Harzes, die für die Tinte erforderlichen Eigenschaften und Ähnliches berücksichtigt werden. Die Menge des zugesetzten Färbemittels beträgt jedoch gewöhnlich 1 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Harzkomponente. Das Pigment, wie vorstehend beschrieben, kann in den gefärbten Harzteilchen in der Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, und die Menge des zugesetzten Pigments beträgt bevorzugt 0,5 bis 18 Gew.-%, bevorzugter 1,0 bis 12 Gew.-%, bezogen auf das Harz.
Die Dichte der gefärbten Harzteilchen beträgt bevorzugt etwa 0,95 bis 1,2 unter dem Gesichtspunkt des Vermeidens der Sedimentation dieser Teilchen in einem wässrigen Lösemittel und des instabilen Ausstoßens, hervorgerufen durch Nichthomogenität der Konzentration von Teilchen, und des Bereitstellens eines homogenen Eindringens des Lösemittels.
Wasserlösliches organisches Lösemittel, Wasser und andere Bestandteile Die Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein wasserlösliches organisches Lösemittel. Das wasserlösliche organische Lösemittel unterliegt keiner besonderen Beschränkung, sofern das Lösemittel mit Wasser mischbar ist und das in der Tintenzusammensetzung enthaltene Färbemittel, die durch die Formel (I) wiedergegebene Verbindung und verschiedene nachstehend beschriebene Bestandteile in einem stabilen aufgelösten oder dispergierten Zustand halten kann.
Bevorzugte Beispiele von wasserlöslichen organischen Lösemitteln umfassen Glycolether mit einer niedrigen Löslichkeit in Wasser und solche, welche die Löslichkeit von anderen Bestandteilen verbessern können, das Eindringen in Aufzeichnungsmedien (z.B. Papier) verbessern und das Düsenverstopfen verhindern können, z.B. Alkylalkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Ethanol, Methanol, Butanol, Propanol und Isopropanol, Glycolether, wie Ethylenglycolmonomethylether, Ethylenglycolmonoethylether, Ethylenglycolmonobutylether, Ethylenglycolmonomethyletheracetat, Diethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonoethylether, Diethylenglycolmono-n-propylether, Ethylenglycolmonoisopropylether, Diethylenglycolmonoisopropylether, Ethylenglycolmono-n-butylether, Diethylenglycolmono-n-butylether, Triethylenglycolmono-n-butylether, Ethylenglycolmono-t-butylether, Diethylenglycolmono-t-butylether, 1-Methyl-1-methoxybutanol, Propylenglycolmonomethylether, Propylenglycolmonoethylether, Propylenglycolmono-t-butylether, Propylenglycolmono-n-propylether, Propylenglycolmonoisopropylether, Dipropylenglycolmonomethylether, Dipropylenglycolmonoethylether, Dipropylenglycolmono-n-propylether, Dipropylenglycolmonoisopropylether, Propylenglycolmono-n-butylether und Dipropylenglycolmono-n-butylether, Formamid, Acetamid, Dimethylsulfoxid, Sorbit, Sorbitan, Acetin, Diacetin, Triacetin, Sulfolan und Mischungen der vorstehenden wasserlöslichen organischen Lösemittel.
Glycole können als wasserlösliches organisches Lösemittel zu der Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung unter dem Gesichtspunkt zugesetzt werden, dass das Trocknen der Tinte an der Vorderseite von Düsen in einem Aufzeichnungskopf verhindert wird. Beispiele von hierin verwendbaren Glycolen umfassen Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Propylenglycol, Dipropylenglycol, Tripropylenglycol, Polyethylenglycol mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 2000, 1,3-Propylenglycol, Isopropylenglycol, Isobutylenglycol, 1,4-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Glycerin, Mesoerythrit und Pentaerythrit. Saccharide können auch für den gleichen Zweck verwendet werden. Hierin verwendbare Saccharide umfassen Monosaccharide und Polysaccharide. Spezifischere Beispiele davon umfassen Glucose, Mannose, Fructose, Ribose, Xylose, Arabinose, Lactose, Galactose, Aldonsäure, Glucitose, Maltose, Cellobiose, Sucrose, Trehalose, Maltotriose, Alginsäure und Salze davon, Cyclodextrine und Cellulosen. Obwohl die Menge des zu der Tintenzusammensetzung zugesetzten Saccharids in geeigneter Weise bestimmt werden kann, beträgt die Menge des zugesetzten Saccharids bevorzugt 0,05 bis 30 Gew.-%. Falls die Menge des Saccharids in den vorstehenden Bereich fällt, kann – sogar wenn die Tintenzusammensetzung an der Vorderseite des Kopfs getrocknet ist – das Verstopfen der Düse leicht beseitigt werden, und zusätzlich kann die Viskosität der Tintenzusammensetzung, welche stabiles Drucken ermöglicht, leicht erhalten werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die Menge der zugesetzten Glucose, Mannose, Fructose, Ribose, Xylose, Arabinose, Lactose, Galactose, Aldonsäure, Glucitose, Maltose, Cellobiose, Sucrose, Trehalose und Maltotriose bevorzugter 3 bis 20 Gew.-%. Bei der Zugabe von Alginsäure und Salzen davon und von Cellulosen tritt eine Neigung auf, dass die Viskosität der Tintenzusammensetzung erhöht wird, und daher sollte die Menge von zugesetzter Alginsäure sorgfältig bestimmt werden.
Die Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann weiter ein oberflächenaktives Mittel unter dem Gesichtspunkt der Regelung der Eindringfähigkeit oder der Verbesserung der Wasserlöslichkeit der durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindung enthalten. Bevorzugte oberflächenaktive Mittel sind solche mit guter Mischbarkeit mit anderen Bestandteilen in der Tintenzusammensetzung, und unter den oberflächenaktiven Mitteln sind solche mit hoher Eindringfähigkeit und guter Stabilität bevorzugt.
Bevorzugte Beispiele davon umfassen amphotere oberflächenaktive Mittel und nichtionische oberflächenaktive Mittel.
Beispiele von hierin verwendbaren bevorzugten amphoteren oberflächenaktiven Mitteln umfassen Lauryldimethylaminoessigsäurebetain, 2-Alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazoliniumbetain, Kokosnussölfettsäureamidpropyldimethylaminoessigsäurebetain, Polyoctylpolyaminoethylglycin und Imidazolinderivate.
Beispiele von hierin verwendbaren bevorzugten nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln umfassen oberflächenaktive Mittel auf Etherbasis, wie Polyoxyethylennonylphenylether, Polyoxyethylenoctylphenylether, Polyoxyethylendodecylphenylether, Polyoxyethylenalkylallylether, Polyoxyethylenoleylether, Polyoxyethylenlaurylether, Polyoxyethylenalkylether und Polyoxyalkylenalkylether, Polyoxyethylenoleinsäure, oberflächenaktive Mittel auf Esterbasis, wie Polyoxyethylenoleinester, Polyoxyethylendistearinester, Sorbitanlaurat, Sorbitanmonostearat, Sorbitanmonooleat, Sorbitansesquioleat, Polyoxyethylenmonooleat und Polyoxyethylenstearat, und oberflächenaktive Mittel auf Fluorbasis, wie Fluoralkylester und Salze von Perfluoralkylcarbonsäuren.
Die Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Konservierungsmittel und ein Antischimmelmittel enthalten. Beispiele davon umfassen Natriumbenzoat, Pentachlorphenolnatrium, 2-Pyridinthiol-1-oxid-natrium, Natriumsorbat, Natriumdehydroacetat und 1,2-Dibenzothiazolin-3-on (Proxel CRL, Proxel BDN, Proxel GXL, Proxel XL-2 und Proxel TN, hergestellt von ICI).
Falls notwendig, können pH-Einsteller, Löslichmacher und Antioxidanzien ebenfalls zu der Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung zugesetzt werden, und Beispiele davon umfassen: Amine, wie Diethanolamin, Triethanolamin, Propanolamin und Morpholin, und Modifikationsprodukte davon, anorganische Salze, wie Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid und Lithiumhydroxid, Ammoniumhydroxid, quaternäres Ammoniumhydroxid, wie Tetramethylammonium, Salze von Kohlensäure, wie Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat und Lithiumcarbonat, Salze von Phosphorsäure, wie Kaliumphosphat, Natriumphosphat und Lithiumphosphat, N-Methyl-2-pyrrolidon, Harnstoffverbindungen, wie Harnstoff, Thioharnstoff und Tetramethylharnstoff, Allophanatverbindungen, wie Allophanat und Methylallophanat, Biuretverbindungen, wie Biuret, Dimethylbiuret und Tetramethylbiuret, und L-Ascorbinsäure und Salze davon. Die Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Antioxidans und einen Ultraviolettabsorber enthalten.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren und Vorrichtung
Das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren unter Verwendung der Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst den Schritt des Ausstoßens von Tröpfchen einer Tintenzusammensetzung und des Abscheidens der Tröpfchen auf einem erwärmten Aufzeichnungsmedium zur Durchführung des Druckens, worin die Oberfläche des erwärmten Aufzeichnungsmediums eine Temperatur von oder über dem Trübungspunkt der durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindung hat. Verfahren zum Ausstoßen von Tröpfchen der Tintenzusammensetzung umfassen z.B. ein Verfahren, worin ein elektrisches Signal in ein mechanisches Signal unter Verwendung eines piezoelektrischen Elements umgewandelt wird, um intermittierend eine in einem Düsenkopfteil bevorratete Tinte auszustoßen und dadurch Buchstaben oder Symbole auf der Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums aufzuzeichnen, und ein Verfahren, worin eine in einem Düsenkopfteil bevorratete Tinte in seinem Teil sehr nahe dem Ausstoßteil rasch erwärmt wird, um eine Blase zu bilden, und die Tinte intermittierend durch eine durch die Blase hervorgerufene Volumenausdehnung ausgestoßen wird, um Buchstaben oder Symbole auf der Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums aufzuzeichnen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt in dem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren unter Verwendung eines piezoelektrischen Elements verwendet. Das Verfahren, welches das Erwärmen des Kopfteils umfasst, hat die Gefahr, dass die Temperatur auf einen Wert über den Trübungspunkt der durch die allgemeine Formel (1) wiedergegebenen Verbindung, die in der Tinte enthalten ist, erhöht wird. Dies würde es unmöglich machen, die Tinte in stabiler Weise auszustoßen. Daher werden gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Tröpfchen der Tintenzusammensetzung bevorzugt mittels eines Aufzeichnungskopfes ausgestoßen, der Tintentröpfchen durch die Verwendung der mechanischen Funktion eines piezoelektrischen Elements ausstößt.
Eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, die bevorzugt das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung durchführen kann, wird nachstehend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
1 ist eine typische Ansicht einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, die bevorzugt die Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwenden kann. In der Zeichnung ist ein Aufzeichnungskopf 6 ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf eines Typs, welcher ein piezoelektrisches Element verwendet, welches Tintentröpfchen durch mechanische Funktion ausstößt. In dem Aufzeichnungskopf 6 sind eine Mehrzahl von Düsen in einer vorbestimmten Matrix angeordnet, und ein Wagen 8, der parallel zu einer Schreibwalze 1 bewegt wird, ist in einer Stellung gegenüber der Schreibwalze 1 montiert. Eine Heizeinrichtung 2 ist in der Schreibwalze 1 angeordnet, und Temperaturfühler (nicht gezeigt) tasten die Oberflächentemperatur des Aufzeichnungspapiers 5 ab. Die Schreibwalze 1 wird durch Heizkontrolleinrichtungen (nicht gezeigt) erwärmt, um das Aufzeichnungspapier 5 zu erwärmen. Ein Tintenbehälter 7 ist mit dem Aufzeichnungskopf 6 verbunden, und auf Anfrage wird Tinte von dem Tintenbehälter 7 in den Aufzeichnungskopf 6 zugeführt. Die Schreibwalze 1 umfasst ein Aluminiumrohr und eine aus Siliconkautschuk oder Ähnlichem gebildete Oberflächenschicht, die auf den Umfang des Rohrs laminiert ist. Papierdruckwalzen 3 und 4 befinden sich in Berührung mit der Schreibwalze 1. Das Aufzeichnungspapier 5 wird entlang der Schreibwalze 1 angeordnet, und die Schreibwalze 1 wird durch einen Antrieb (nicht gezeigt) gedreht. Der Tintenstrahldrucker wird wie folgt betrieben. Am Anfang wird eine Tinte aus dem Tintenbehälter 7 zugeführt, und der Aufzeichnungskopf 6 stößt Tintentröpfchen durch Düsen entsprechend einem Druckmuster aus, um ein Tintenbild auf einem Aufzeichnungspapier 5, das mittels der in der Schreibwalze 1 enthaltenen Heizeinrichtung 2 erwärmt ist, zu drucken. Beim Erwärmen des Aufzeichnungspapiers 5 verursacht die Tintenzusammensetzung ein rasches Eindringen des Dispersionsmediums in das Aufzeichnungspapier 5. Dies führt zur Trennung zwischen dem Färbemittel und dem Dispersionsmedium, und festes Material, wie das Färbemittel, wird koaguliert und bleibt auf dem Aufzeichnungspapier 5 zurück, um einen Druck mit hoher Qualität ohne Auslaufen oder Ausbluten der Tinte von Farbe zu Farbe zu ergeben.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird im Einzelnen mit Bezug auf die folgenden Beispiele beschrieben, obwohl sie nicht auf lediglich diese Beispiele beschränkt ist.
In den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen sind sämtliche zugesetzten Mengen ausgedrückt als Feststoffgehalt (wirksamer Bestandteil).
Beispiel A1
Herstellung einer Pigmentdispersion A1
Ein Styrol/Acrylsäure-Copolymerharz (Joncryl 550, Molekulargewichts-Gewichtsmittel 7500, Säurewert 200) (4 Gewichtsteile), 2,7 Gewichtsteile Triethanolamin und 0,4 Gewichtsteile Isopropylalkohol wurden vollständig in 72,9 Gewichtsteilen von mit Ionenaustauscher behandeltem Wasser unter Erwärmen auf 70°C aufgelöst.
Ruß MA-100 (hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation) (20 Gewichtsteile) wurde dann zu der Lösung zugesetzt. Nach dem Vormischen wurde eine Dispersion mittels einer Eiger-Mühle (hergestellt von Eiger Japan) bis auf einen mittleren Teilchendurchmesser (sekundärer Teilchendurchmesser) des Rußes von 100 nm (prozentuale Perlenpackung = 70 %, mittlerer Durchmesser = 0,7 mm) durchgeführt, um eine Dispersion von 20 Gew.-% des Rußes herzustellen.
Herstellung von Tinte
Eine Tintenzusammensetzung wurde gemäß der folgenden Formulierung hergestellt.

Zugesetzte Menge (Gew.-%)

Pigmentdispersion A1 5,0

Material a1 3,0

Material b1 2,0

Glycerin 12,0

Triethanolamin 0,8

Mit Ionenaustauscher behandeltes Wasser Rest
In den vorstehenden Bestandteilen ist das Material a1 eine Mischung (Trübungspunkt: 60°C) von Verbindungen, wiedergegeben durch die Formel (I), worin k = 18 und m/n = 1 ist, mit einem mittleren Molekulargewicht von 3000, und das Material b1 ist eine Mischung (Trübungspunkt: 50°C) von durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen, worin k = 6, m = 4 und n = 2 ist.
Die vorstehenden Bestandteile wurden zusammen vermischt, und die Mischung wurde durch ein metallisches Maschenfilter (hergestellt von Manabe Kogyo Co., Ltd., Köperwebfilter mit einer Maschenzahl von 2300) zur Herstellung einer Tintenzusammensetzung hindurchgeführt.
Beispiel A2
Herstellung einer Pigmentdispersion A2
Ein Styrol/Acrylsäure-Copolymerhaz (Joncryl 550, Molekulargewicht-Gewichtsmittel 7500, Säurewert 200) (4 Gewichtsteile), 2,7 Gewichtsteile Triethanolamin und 0,4 Gewichtsteile Isopropylalkohol wurden vollständig in 72,9 Gewichtsteilen von mit Ionenaustauscher behandeltem Wasser unter Erwärmen auf 70°C aufgelöst.
Ein Phthalocyaninpigment (C.I. Pigment Blue 15 : 3) (20 Gewichtsteile) wurde dann zu der Lösung zugesetzt. Nach dem Vormischen wurde eine Dispersion mittels einer Eiger-Mühle (hergestellt von Eiger Japan) bis auf einen mittleren Teilchendurchmesser des Pigments von 110 nm (prozentuale Perlenpackung = 70 %, mittlerer Durchmesser = 0,7 mm) durchgeführt, um eine Dispersion von 20 Gew.-% des cyanfarbenen organischen Pigments herzustellen.
Herstellung von Tinte
Eine Tintenzusammensetzung wurde gemäß der folgenden Formulierung hergestellt.

Zugesetzte Menge (Gew.-%)

Pigmentdispersion A2 5,0

Material a2 2,0

Material b2 5,0

Maltose 10,0

Triethanolamin 0,8

Mit Ionenaustauscher behandeltes Wasser Rest
In den vorstehenden Bestandteilen ist das Material a2 eine Mischung (Trübungspunkt: 70°C) von durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen, worin k = 18 und m/n = 1,25 ist, mit einem mittleren Molekulargewicht von 7200, und das Material b2 ist eine Mischung (Trübungspunkt: 30°C) von durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen, worin k = 4, m = 1,5 und n = 1 ist.
Die vorstehenden Bestandteile wurden miteinander vermischt, und die Mischung wurde durch ein metallisches Maschensieb (hergestellt von Manabe Kogyo Co., Ltd., Köperwebfilter mit einer Maschenzahl von 2300) zur Herstellung einer Tintenzusammensetzung hindurchgeführt. Obwohl das Material b2 eine niedrige Löslichkeit in Wasser bei Raumtemperatur hatte, konnte dieses Material in Wasser in Gegenwart des Materials a2 aufgelöst werden.
Beispiel A3
Herstellung einer Pigmentdispersion A3
Ruß (MA-7, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation) (12 Gewichtsteile) wurde mit 600 Gewichtsteilen einer 5 %igen Natriumhypochloritlösung vermischt. Die Mischung wurde dann unter Rückfluss bei 80 bis 95°C 10 Stunden erhitzt. Das System wurde dann mit Wasser gewaschen und zentrifugiert. Das Waschen mit Wasser und die Zentrifugation wurden wiederholt, und das System wurde dann auf pH 1 durch Zugabe von Chlorwasserstoffsäure eingestellt, gefolgt von einer Entsalzung durch eine Umkehrosmosemembran. Triethanolamin wurde zu der Mischung zugesetzt, um den pH-Wert auf 8 einzustellen. Auf diese Weise wurde eine Dispersion von 15 % oberflächenmodifiziertem Ruß (mittlerer Teilchendurchmesser 120 nm) hergestellt.
Herstellung von Tinte
Eine Tintenzusammensetzung wurde gemäß der folgenden Formulierung hergestellt.

Zugesetzte Menge (Gew.-%)

Pigmentdispersion A3 5,0

Material a3 3,0

Material b3 2,0

Glycerin 12,0

Triethanolamin 0,8

Mit Ionenaustauscher behandeltes Wasser Rest
In den vorstehenden Bestandteilen ist das Material a3 eine Mischung (Trübungspunkt: 58°C) von durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen, worin k = 8 und m/n = 1 ist, mit einem mittleren Molekulargewicht von 4000, und das Material b3 ist eine Mischung (Trübungspunkt: 35°C) von durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen, worin k = 6, m = 3 und n = 2 ist.
Die vorstehenden Bestandteile wurden zusammen vermischt, und die Mischung wurde durch ein metallisches Maschenfilter (hergestellt von Manabe Kogyo Co., Ltd., Köperwebfilter mit einer Maschenzahl von 2300) zur Herstellung einer Tintenzusammensetzung hindurchgeführt.
Beispiel A4
Herstellung einer Pigmentdispersion A4
Ein Phthalocyaninpigment (C.O. Pigment Blue 15 : 3) (3 Gewichtsteile) wurde zu 100 Gewichtsteilen rauchender Schwefelsäure (SO₃-Konzentration: 25 %) von 5 bis 10°C unter Rühren während einer Zeit von 15 Minuten zugesetzt. Die so erhaltene Mischung wurde bei 70 bis 90°C einige Stunden gerührt und dann in Eiswasser gegossen. Die erhaltene Suspension wurde filtriert und gewaschen, gefolgt von der Zugabe von Triethanolamin zur Einstellung des pH auf 8,2. Auf diese Weise wurde eine Dispersion von 18 Gew.-% eines oberflächenmodifizierten Phthalocyaninpigments (mittlerer Teilchendurchmesser 150 nm) hergestellt.
Herstellung von Tinte
Eine Tintenzusammensetzung wurde gemäß der folgenden Formulierung hergestellt.

Zugesetzte Menge (Gew.-%)

Pigmentdispersion A4 5,0

Material a4 4,0

Material b4 2,0

Glycerin 5,0

Diethylenglycol 6,0

Triethanolamin 0,8

Mit Ionenaustauscher behandeltes Wasser Rest
In den vorstehenden Bestandteilen ist das Material a4 eine Mischung (Trübungspunkt: 65°C) von durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen, worin k = 16 und m/n = 1 ist, mit einem mittleren Molekulargewicht von 2500, und das Material b4 ist eine Mischung (Trübungspunkt: 46°C) von durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen, worin k = 8, m = 6 und n = 4 ist.
Die vorstehenden Bestandteile wurden zusammen vermischt, und die Mischung wurde durch ein metallisches Maschenfilter (hergestellt von Manabe Kogyo Co., Ltd., Köperwebfilter mit einer Maschenzahl von 2300) zur Herstellung einer Tintenzusammensetzung hindurchgeführt.
Beispiel A5
Herstellung einer Dispersion A5 von gefärbten Harzteilchen
Ein Monomer als Harzkomponente (Methylacrylat oder Methylmethacrylat) wurde in Wasser emulsionspolymersiert, um Polymerteilchen mit einem mittleren Durchmesser von 0,1 bis 0,4 μm herzustellen. Danach wurden grobe Teilchen, das zurückbleibende nicht umgesetzte Monomer und halb aufgelöste Teilchen aus den Polymerteilchen entfernt, um eine wässrige Harzemulsion herzustellen, die aus Polymerteilchen mit einem mittleren Durchmesser von 0,3 μm bestand. Polymerteilchen in der Emulsion wurden dann mit einem Ölfarbstoff gefärbt, um eine ins Auge gefasste Dispersion von gefärbten Harzteilchen herzustellen (Gehalt des wirksamen Bestandteils 10 Gew.-%).
Herstellung von Tinte
Eine Tintenzusammensetzung wurde gemäß der folgenden Formulierung hergestellt.

Zugesetzte Menge (Gew.-%)

Dispersion A5 von gefärbtem Harz 5,0

Material a5 10,0

Material b5 0,5

Ethylenglycol 10,0

Monoethanolamin 0,8

Mit Ionenaustauscher behandeltes Wasser Rest
In den vorstehenden Bestandteilen ist das Material a5 eine Mischung (Trübungspunkt: 40°C) von durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen, worin k = 6 und m/n = 0,8 ist, mit einem mittleren Molekulargewicht von 1200, und das Material b5 ist eine Mischung (Trübungspunkt: 80°C) von durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen, worin k = 10, m = 9 und n = 1 ist.
Die vorstehenden Bestandteile wurden zusammen vermischt, und die Mischung wurde durch ein metallisches Maschenfilter (hergestellt von Manabe Kogyo Co., Ltd., Köper webfilter mit einer Maschenzahl von 2300) zur Herstellung einer Tintenzusammensetzung hindurchgeführt.
Beispiel A6
Die in Beispiel A2 hergestellte Pigmentdispersion A2 wurde als Färbemittel bereitgestellt, und das Material a1 (Trübungspunkt: 60°C) und das Material b1 (Trübungspunkt: 50°C), wie in Beispiel A1 verwendet, wurden als die durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen bereitgestellt.

Zugesetzte Menge (Gew.-%)

Pigmentdispersion A2 5,0

Material a1 3,0

Material b1 2,0

Glycerin 12,0

Triethanolamin 0,8

Mit Ionenaustauscher behandeltes Wasser Rest
Die vorstehenden Bestandteile wurden zusammen vermischt, und die Mischung wurde durch ein metallisches Maschenfilter (hergestellt von Manabe Kogyo Co., Ltd., Köperwebfilter mit einer Maschenzahl von 2300) zur Herstellung einer Tintenzusammensetzung hindurchgeführt.
Beispiel A7
Die in Beispiel A4 hergestellte Pigmentdispersion A4 wurde als Färbemittel bereitgestellt, und das Material a3 (Trübungspunkt: 58°C) und das Material b3 (Trübungspunkt: 35°C), wie in Beispiel A3 verwendet, wurden als die durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen bereitgestellt.

Zugesetzte Menge (Gew.-%) Pigmentdispersion A4 5,0

Material a3 3,0 Material b3 2,0

Glycerin 12,0

Triethanolamin 0,8

Mit Ionenaustauscher behandeltes Wasser Rest
Die vorstehenden Bestandteile wurden zusammen vermischt, und die Mischung wurde durch ein metallisches Maschenfilter (hergestellt von Manabe Kogyo Co., Ltd., Köperwebfilter mit einer Maschenzahl von 2300) zur Herstellung einer Tintenzusammensetzung hindurchgeführt.
Bewertung von Eigenschaften der Tintenzusammensetzung
Es wurde ein Tintenstrahldrucker mit einer in 1 gezeigten Grundstruktur verwendet, um die Eigenschaften von Tintenzusammensetzungen der Beispiele A1 bis A7 durch die folgenden Verfahren zu bewerten.
1. Kantenschärfe des gedruckten Bildes
Das Drucken wurde auf verschiedenen Typen von Normalpapieren durchgeführt, und Druckproben wurden auf das Auslaufen von Kantenteilen gemäß den folgenden Kriterien bewertet. Die Oberflächentemperatur des Aufzeichnungsmediums betrug 60°C.

A: Im Wesentlichen waren die gesamten Druckmuster frei von Auslaufen und hatten eine hohe Kantenschärfe, unabhängig von den Papiertypen.
B: Einige Druckmuster litten unter einer gewissen geringen Kantenschärfe eines solchen Wertes, der kein praktisches Problem aufwirft, wobei der Unterschied in der Kantenschärfe zwischen Papiertypen klein ist.
C: Für sämtliche Papiertypen oder für einen Teil der Papiertypen litt das Druckmuster unter geringer Kantenschärfe, und das gedruckte Bild war verwaschen mit einem solchen Wert, der das gedruckte Bild ungeeignet für die praktische Verwendung machte.

Die Ergebnisse waren wie in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Kantenschärfe
2. Schnelligkeit des Trocknens
Das Drucken wurde auf verschiedenen Typen von Normalpapieren durchgeführt, und Druckproben wurden auf die Schnelligkeit des Trocknens gemäß den folgenden Kriterien bewertet. Die Oberflächentemperatur des Aufzeichnungsmediums betrug 60°C.

A: Eine Berührung mit einem Finger 5 Sekunden nach dem Drucken verursachte keinen Schmutzfleck in dem Druck.
B: Eine Berührung mit einem Finger 5 Sekunden nach dem Drucken verursachte einen Schmutzfleck in dem Druck.

Die Ergebnisse waren wie in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Schnelligkeit des Trocknens
3. Ausbluten von Farbe in benachbarte Farben beim Mehrfarbendrucken
Tintenzusammensetzungen wurden in Kombinationen verwendet, wie in der folgenden Tabelle angegeben, um Mehrfarbendrucken durchzuführen, und die Drucke wurden für das Ausbluten in Grenzbereichen zwischen benachbart gedruckten Farben gemäß den folgenden Kriterien bewertet. Die Oberflächentemperatur des Aufzeichnungsmediums betrug 60°C.

A: Ein Ausbluten von Farbe zu Farbe wurde zwischen benachbarten Farben nicht beobachtet, und die Grenzbereiche zwischen benachbarten Farben waren scharf.
B: Ein Ausbluten von Farbe zu Farbe wurde zwischen benachbarten Farben beobachtet, und die Grenzbereiche zwischen benachbarten Farben waren verwaschen.

Die Ergebnisse waren wie in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Ausbluten
4. Lagerstabilität
Die Tintenzusammensetzung wurde in eine aus Glas hergestellte Probeflasche verbracht, und die Flasche wurde dann eine Woche bei 50°C stehen gelassen. Am Ende dieser Lagerzeit wurde die Tinte auf die Anwesenheit von Sedimenten untersucht. Die Tinte (2 cm³) wurde nach dem Stehenlassen durch ein Filter mit einem Durchmesser von 1 mm und einem Porendurchmesser von 10 μm hindurchgeführt, und die Anzahl von Rückständen auf dem Filter wurde durch Beobachtung unter einem Mikroskop (bei 50-facher Vergrößerung) bestimmt, um die Lagerstabilität auf der Grundlage der folgenden Kriterien zu bewerten.

A: Nicht mehr als 200 Rückstände auf dem Filter.
B: Mehr als 200 bis weniger als 500 Rückstände auf dem Filter.
C: Nicht weniger als 500 Rückstände auf dem Filter.

Lagerstabilität
Beispiel B1
Herstellung einer Pigmentdispersion B1
Ruß (MA-7, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation) (15 Gewichtsteile) wurde in 200 Gewichtsteile Sulfolan eingemischt. Es wurde eine Dispersion mittels einer Eiger-Motormühle (Modell M250, hergestellt von Eiger Japan) unter Bedingungen einer prozentualen Perlenpackung von 70 % und einer Drehgeschwindigkeit von 5000 Upm für 1 Stunde durchgeführt. Die so erhaltene Pigmentpaste wurde in einen Verdampfer überführt und auf 120°C erhitzt, während der Druck auf nicht mehr als 30 mm Hg verringert wurde, um in dem System enthaltenes Wasser soweit wie möglich abzudestillieren. Danach wurde die Temperatur des Systems auf 150°C eingestellt, 25 Gewichtsteile Schwefeltrioxid wurden dazu zugesetzt, und eine Reaktion wurde 6 Stunden ablaufen gelassen. Nach der Vervollständigung der Reaktion wurde das Reaktionsprodukt mehrere Male mit einem Überschuss von Sulfolan gewaschen und dann in Wasser gegossen, gefolgt von Filtration. Die Einstellung des pH der Dispersion auf 8,5 mit einer Natriumhydroxidlösung ergab eine Dispersion von 15 Gew.-% eines oberflächenmodifizierten Rußes (mittlerer Teilchendurchmesser: 110 nm).
Herstellung von Tinte
Eine Tintenzusammensetzung wurde gemäß der folgenden Formulierung hergestellt.

Zugesetzte Menge (Gew.-%)

Pigmentdispersion B1 5,0

Material α1 3,0

Material β1 2,0

Glycerin 12,0

Triethanolamin 0,8

Mit Ionenaustauscher behandeltes Wasser Rest
In den vorstehenden Bestandteilen ist das Material α1 eine Mischung (Trübungspunkt: 60°C) von durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen, worin k = 16 und m/n = 1 ist, mit einem mittleren Molekulargewicht von 3500, und das Material β1 (Trübungspunkt: 40°C) ist eine durch die Formel (I) wiedergegebene Verbindung, worin k = 4, m = 2 und n = 1 ist.
Die vorstehenden Bestandteile wurden zusammen vermischt, und die Mischung wurde durch ein metallisches Maschenfilter (hergestellt von Manabe Kogyo Co., Ltd., Köperwebfilter mit einer Maschenzahl von 2300) zur Herstellung einer Tintenzusammensetzung hindurchgeführt.
Beispiel B2
Herstellung einer Pigmentdispersion B2
Ein Styrol/Acrylsäure-Copolymerharz (Joncryl 550, Molekulargewicht-Gewichtsmittel 7500, Säurewert 200) (4 Gewichtsteile), 2,7 Gewichtsteile Triethanolamin und 0,4 Gewichtsteile Isopropylalkohol wurden vollständig in 72,9 Gewichtsteilen von mit Ionenaustauscher behandeltem Wasser unter Erwärmen auf 70°C aufgelöst.
Ruß MA-100 (hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation) (20 Gewichtsteile) wurde dann zu der Lösung zugesetzt. Nach dem Vormischen wurde eine Dispersion mittels einer Eiger-Mühle (hergestellt von Eiger Japan) bis auf einen mittleren Teilchendurchmesser (sekundärer Teilchendurchmesser) des Rußes von 100 nm (prozentuale Perlenpackung = 70 %, mittlerer Durchmesser = 0,7 mm) zur Herstellung einer Dispersion von 20 Gew.-% des Rußpigments durchgeführt.
Herstellung von Tinte
Eine Tintenzusammensetzung wurde gemäß der folgenden Formulierung hergestellt.

Zugesetzte Menge (Gew.-%)

Pigmentdispersion B2 5,0

Material α2 2,0

Material β2 5,0

Maltose 10,0

Mit Ionenaustauscher behandeltes Wasser Rest
In den vorstehenden Bestandteilen ist das Material α2 eine Mischung (Trübungspunkt: 65°C) von durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen, worin k = 16 und m/n = 1,2 ist, mit einem mittleren Molekulargewicht von 6000, und das Material β2 ist eine Mischung (Trübungspunkt: 55°C) von durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen, worin k = 5, m = 3 und n = 1 ist.
Die vorstehenden Bestandteile wurden zusammen vermischt, und die Mischung wurde durch ein metallisches Maschenfilter (hergestellt von Manabe Kogyo Co., Ltd., Köperwebfilter mit einer Maschenzahl von 2300) zur Herstellung einer Tintenzusammensetzung hindurchgeführt.
Beispiel B3
Herstellung einer Pigmentdispersion B3
Ein Phthalocyaninpigment (C.I. Pigment Blue 15 : 3) (20 Gewichtsteile) wurde mit 500 Gewichtsteilen Chinolin vermischt. Es wurde eine Dispersion mittels einer Eiger-Motormühle (Modell M250, hergestellt von Eiger Japan) unter Bedingungen einer prozentualen Perlenpackung von 70 % und einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 5000 Upm für 2 Stunden durchgeführt. Die so erhaltene Pigmentpaste wurde in einen Verdampfer überführt und auf 120°C erhitzt, während der Druck auf nicht mehr als 300 mm Hg verringert wurde, um in dem System enthaltenes Wasser soweit wie möglich abzudestillieren. Danach wurde die Temperatur des Systems auf 160°C eingestellt, 20 Gewichtsteile eines sulfonierten Pyridinkomplexes wurden dazu zugesetzt, und es wurde eine Reaktion 8 Stunden ablaufen gelassen. Nach der Vervollständigung der Reaktion wurde das Reaktionsprodukt einige Male mit einem Überschuss von Chinolin gewaschen und dann in Wasser gegossen, gefolgt von Filtration. Das Einstellen des pH der Dispersion auf 7,0 mit einer Triethanolaminlösung ergab eine Dispersion von 20 Gew.-% eines oberflächenmodifizierten Phthalocyaninpigments (mittlerer Teilchendurchmesser: 120 nm).
Herstellung von Tinte
Eine Tintenzusammensetzung wurde gemäß der folgenden Formulierung hergestellt.

Zugesetzte Menge (Gew.-%)

Pigmentdispersion B3 5,0

Material α3 9,0

Material β3 1,0

Glycerin 10,0

Natriumhydroxid 0,8

Mit Ionenaustauscher behandeltes Wasser Rest
In den vorstehenden Bestandteilen ist das Material α3 eine Mischung (Trübungspunkt: 54°C) von durch die Formel (1) wiedergegeben Verbindungen, worin k = 18 und m/n = 1 ist, mit einem mittleren Molekulargewicht von 3200, und das Material β3 ist eine Mischung (Trübungspunkt: 50°C) von durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen, worin k = 6, m = 4 und n = 2 ist.
Die vorstehenden Bestandteile wurden zusammen vermischt, und die Mischung wurde durch ein metallisches Maschenfilter (hergestellt von Manabe Kogyo Co., Ltd., Köperwebfilter mit einer Maschenzahl von 2300) zur Herstellung einer Tintenzusammensetzung hindurchgeführt.
Beispiel B4
Herstellung einer Pigmentdispersion B4
Ein Isoindolinonpigment (C.I. Pigment Yellow 110) (20 Gewichtsteile) wurde mit 500 Gewichtsteilen Chinolin vermischt. Es wurde eine Dispersion mittels einer Eiger-Motormühle (Modell M250, hergestellt von Eiger Japan) unter Bedingungen einer pro zentualen Perlenpackung von 70 % und einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 5000 Upm für 2 Stunden durchgeführt. Die so erhaltene Pigmentpaste wurde in einen Verdampfer überführt und auf 120°C erhitzt, während der Druck auf nicht mehr als 300 mm Hg verringert wurde, um in dem System enthaltenes Wasser soweit wie möglich abzudestillieren. Danach wurde die Temperatur des Systems auf 160°C eingestellt, 20 Gewichtsteile eines sulfonierten Pyridinkomplexes als Reaktant wurden dazu zugesetzt, und es wurde eine Reaktion 4 Stunden ablaufen gelassen. Nach der Vervollständigung der Reaktion wurde das Reaktionsprodukt einige Male mit einem Überschuss von Chinolin gewaschen und dann in Wasser gegossen, gefolgt von Filtration. Das Einstellen des pH der Dispersion auf 8,0 mit einer Natriumhydroxidlösung ergab eine Dispersion von 20 Gew.-% eines oberflächenmodifizierten Isoindolinonpigments (mittlerer Teilchendurchmesser: 120 nm).
Herstellung von Tinte
Eine Tintenzusammensetzung wurde gemäß der folgenden Formulierung hergestellt.

Zugesetzte Menge (Gew.-%)

Pigmentdispersion B4 5,0

Material α4 3,0

Material β1 2,0

Glycerin 12,0

Monoethanolamin 0,8

Mit Ionenaustauscher behandeltes Wasser Rest
In den vorstehenden Bestandteilen ist das Material α4 eine Mischung (Trübungspunkt: 56°C) von durch die Formel (I) wiedergegeben Verbindungen, worin k = 18 und m/n = 0,9 ist, mit einem mittleren Molekulargewicht von 2500, und das Material β1 ist das gleiche Material β1 (Trübungspunkt: 40°C), welches eine durch die Formel (I) wiedergegebene Verbindung, wie in Beispiel B1 verwendet, ist.
Die vorstehenden Bestandteile wurden zusammen vermischt, und die Mischung wurde durch ein metallisches Maschenfilter (hergestellt von Manabe Kogyo Co., Ltd., Köper webfilter mit einer Maschenzahl von 2300) zur Herstellung einer Tintenzusammensetzung hindurchgeführt.
Beispiel B5
Herstellung von Pigmentdispersion B5
Eine Pigmentdispersion wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel B4 hergestellt, mit der Ausnahme, dass bei der Herstellung der Dispersion B4 in Beispiel B4 ein Dimethylchinacridonpigment (C.I. Pigment Red 122) anstelle des Isoindolinonpigments (mittlerer Teilchendurchmesser: 110 nm) verwendet wurde.
Herstellung einer Tinte
Eine Tintenzusammensetzung wurde gemäß der folgenden Formulierung hergestellt.

Zugesetzte Menge (Gew.-%)

Pigmentdispersion B5 5,0

Material α1 3,0

Material β3 3,0

Glycerin 12,0

Triethanolamin 0,8

Mit Ionenaustauscher behandeltes Wasser Rest
Das Material α1 ist das gleiche Material α1 (Trübungspunkt: 60°C), welches eine von durch die Formel (I) wiedergegeben Verbindung, wie in Beispiel B1 verwendet, ist.
Die vorstehenden Bestandteile wurden zusammen vermischt, und die Mischung wurde durch ein metallisches Maschenfilter (hergestellt von Manabe Kogyo Co., Ltd., Köperwebfilter mit einer Maschenzahl von 2300) zur Herstellung einer Tintenzusammensetzung hindurchgeführt.
Beispiel B6
Herstellung von Pigmentdispersion B6
Eine Pigmentdispersion B6 eines oberflächenmodifizierten Rußes wurde in der gleichen Weise hergestellt, wie bei der Herstellung der Pigmentdispersion B1 von Beispiel B1 verwendet, mit der Ausnahme, dass Printex 150T (hergestellt von Degussa) als Ruß verwendet wurde (mittlerer Teilchendurchmesser: 120 nm).
Herstellung von Tinte
Eine Tintenzusammensetzung wurde gemäß der folgenden Formulierung hergestellt.

Zugesetzte Menge (Gew.-%)

Pigmentdispersion B6 5,0

Material α1 10,0

Glycerin 12,0

Triethanolamin 0,8

Mit Ionenaustauscher behandeltes Wasser Rest
Die vorstehenden Bestandteile wurden zusammen vermischt, und die Mischung wurde durch ein metallisches Maschenfilter (hergestellt von Manabe Kogyo Co., Ltd., Köperwebfilter mit einer Maschenzahl von 2300) zur Herstellung einer Tintenzusammensetzung hindurchgeführt.
Beispiel B7
Die in Beispiel B6 hergestellte Pigmentdispersion B6 wurde als Färbemittel bereitgestellt, und das Material β1 (Trübungspunkt: 40°C), wie in Beispiel B1 verwendet, wurde als die durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen verwendet.

Zugesetzte Menge (Gew.-%)

Pigmentdispersion B6 5,0

Material β1 5,0

Glycerin 12,0

Triethanolamin 0,8

Mit Ionenaustauscher behandeltes Wasser Rest
Die vorstehenden Bestandteile wurden zusammen vermischt, und die Mischung wurde durch ein metallisches Maschenfilter (hergestellt von Manabe Kogyo Co., Ltd., Köperwebfilter mit einer Maschenzahl von 2300) zur Herstellung einer Tintenzusammensetzung hindurchgeführt.
Beispiel B8 (Vergleichsbeispiel)
Die in Beispiel B6 hergestellte Pigmentdispersion B6 wurde als Färbemittel bereitgestellt.

Zugesetzte Menge (Gew.-%)

Pigmentdispersion B2 5,0

Glycerin 15,0

Triethanolamin 0,8

Mit Ionenaustauscher behandeltes Wasser Rest
Diese Tintenzusammensetzung enthielt keine durch die Formel (1) wiedergegebenen Verbindungen. Die vorstehenden Bestandteile wurden zusammen vermischt, und die Mischung wurde durch ein metallisches Maschenfilter (hergestellt von Manabe Kogyo Co., Ltd., Köperwebfilter mit einer Maschenzahl von 2300) zur Herstellung einer Tintenzusammensetzung hindurchgeführt.
Beispiel B9
Die in Beispiel B2 hergestellte Pigmentdispersion B2 wurde als Färbemittel bereitgestellt, und das Material α1 (Trübungspunkt: 60°C) und das Material β1 (Trübungspunkt: 40°C), wie in Beispiel B1 verwendet, wurden als die durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen bereitgestellt.

Zugesetzte Menge (Gew.-%)

Pigmentdispersion B2 5,0

Material α1 3,0

Material β1 3,0

Glycerin 12,0

Triethanolamin 0,8

Mit Ionenaustauscher behandeltes Wasser Rest
Die vorstehenden Bestandteile wurden zusammen vermischt, und die Mischung wurde durch ein metallisches Maschenfilter (hergestellt von Manabe Kogyo Co., Ltd., Köperwebfilter mit einer Maschenzahl von 2300) zur Herstellung einer Tintenzusammensetzung hindurchgeführt.
Bewertungsprüfung von Eigenschaften einer Tintenzusammensetzung
Es wurde ein Tintenstrahldrucker mit einer in 1 gezeigten Grundstruktur verwendet, um die Eigenschaften von Tintenzusammensetzungen der Beispiele B1 bis B9 durch die folgenden Verfahren zu bewerten.
1. Kantenschärfe von gedruckten Bildern
In der gleichen Weise wie in Beispiel A hergestellte gedruckte Bilder wurden bezüglich der Kantenschärfe von gedruckten Bildern bewertet. Die Erwärmungstemperatur betrug 60°C für die in den Beispielen B1 bis B8 hergestellten Tintenzusammensetzungen und 35°C für die in Beispiel B9 hergestellte Tintenzusammensetzung.
Die Ergebnisse wurden gemäß den gleichen Bewertungskriterien, wie in Beispiel A beschrieben, bewertet.
Die Ergebnisse der Bewertung waren wie in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Kantenschärfe
2. Schnelligkeit des Trocknens
In der gleichen Weise wie in Beispiel A hergestellte gedruckte Bilder wurden bezüglich der Schnelligkeit des Trocknens bewertet. Die Erwärmungstemperatur betrug 60°C für die in den Beispielen B1 bis B8 hergestellten Tintenzusammensetzungen und 35°C für die in Beispiel B9 hergestellte Tintenzusammensetzung.
Die Ergebnisse wurden gemäß den gleichen Bewertungskriterien, wie in Beispiel A beschrieben, bewertet.
Die Ergebnisse der Bewertung waren wie in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Schnelligkeit des Trocknens
3. Ausbluten von Farbe in benachbarte Farben beim Mehrfarbendrucken
Die in Beispiel B3 hergestellte cyanfarbene Tinte, die in Beispiel B4 hergestellte gelbe Tinte und die in Beispiel B5 hergestellte magentafarbene Tinte wurden in Kombination mit den in den Beispielen B1, B2, B6, B7, B8 und B9 hergestellten schwarzen Tinten zur Durchführung des Mehrfarbendruckens verwendet. Die Erwärmungstemperatur betrug 60°C für sämtliche Tinten, ausgenommen die in Beispiel B9 hergestellte schwarze Tinte, und 35°C für die in Beispiel B9 hergestellte schwarze Tinte.
Das Ausbluten in Grenzbereichen zwischen der schwarzen Tinte und anderer Farbtinte wurde gemäß den folgenden Kriterien bewertet.

A: Ein Ausbluten von Farbe zu Farbe wurde zwischen benachbarten Farben nicht beobachtet, und die Grenzbereiche zwischen benachbarten Farben waren scharf, was eine gute Druckqualität ergibt.
B: Ein Ausbluten von Farbe zu Farbe wurde zwischen benachbarten Farben beobachtet, und die Grenzbereiche zwischen benachbarten Farben waren verwaschen, obwohl dieses unvorteilhafte Phänomen sich nicht auf einem Wert befand, der ein praktisches Problem hervorrief.
C: Ein Ausbluten von Farbe zu Farbe wurde zwischen benachbarten Farben beobachtet, und die Grenzbereiche zwischen benachbarten Farben waren signifikant in einem solchen Ausmaß verwaschen, dass Buchstaben und Ähnliches unleserlich waren, was ein praktisches Problem aufwarf.

Die Ergebnisse waren wie in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Ausbluten

Claims

Verwendung einer Tintenzusammensetzung, umfassend ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel, Wasser, ein Färbemittel im Zustand der Dispersion und wenigstens eine durch die Formel (1) wiedergegebene Verbindung: R-[O-(EO)m-(PO)n]-H (I)worin EO eine Ethylenoxygruppe bedeutet, PO eine Propylenoxygruppe bedeutet, m und n jeweils eine ganze Zahl sind, und R C_kH_2k+1 bedeutet, worin k eine natürliche Zahl von 4 bis 18 ist, EO und PO ungeachtet der Reihenfolge in den Klammern beliebig angeordnet oder als Blöcke zusammen verbunden sind, für ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, umfassend die Schritte des Ausstoßens von Tröpfchen der Tintenzusammensetzung, des Abscheidens der Tröpfchen auf einem erwärmten Aufzeichnungsmedium, dessen Oberfläche eine Temperatur von oder über dem Trübungspunkt der Verbindung der Formel (I) hat.
Verwendung gemäß Anspruch 1, worin die Tintenzusammensetzung eine Mehrzahl der durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen enthält, die in eine erste Gruppe von Verbindungen und eine zweite Gruppe von Verbindungen klassifiziert sind, wobei die erste Gruppe von Verbindungen eine Beziehung erfüllt, worin k = 6 bis 18 und 2/3 ≦ m/n ≦ 1,5 ist und ein mittleres Molekulargewicht von 1000 bis 8000 hat, die zweite Gruppe von Verbindungen eine Beziehung erfüllt, worin k = 4 bis 10, m = 1 bis 10, n = 1 bis 5 und 1,5 ≦ m/n ist.
Tintenzusammensetzung für ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, umfassend den Schritt des Ausstoßens von Tröpfchen einer Tintenzusammensetzung und des Abscheidens der Tröpfchen auf einem erwärmten Aufzeichnungsmedium, wobei die Tintenzusammensetzung ein wasserlösliches organisches Lösemittel, Wasser, ein Färbemittel und eine Mehrzahl von durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen umfasst: R-[O-(EO)m-(PO)n]-H (I)worin EO eine Ethylenoxygruppe bedeutet, PO eine Propylenoxygruppe bedeutet, m und n jeweils eine ganze Zahl sind, und R C_kH_2k+1 bedeutet, worin k eine natürliche Zahl von 4 bis 18 ist, EO und PO ungeachtet der Reihenfolge in den Klammern beliebig angeordnet oder als Blöcke zusammen verbunden sind, wobei das Färbemittel im Zustand der Dispersion in der Tintenzusammensetzung vorhanden ist, worin die Mehrzahl der durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen in eine erste Gruppe von Verbindungen und eine zweite Gruppe von Verbindungen klassifiziert sind, wobei die erste Gruppe von Verbindungen eine Beziehung erfüllt, worin k = 6 bis 18 und 2/3 ≦ m/n ≦ 1,5 ist und ein mittleres Molekulargewicht von 1000 bis 8000 hat, die zweite Gruppe von Verbindungen eine Beziehung erfüllt, worin k = 4 bis 10, m = 1 bis 10, n = 1 bis 5 und 1,5 ≦ m/n ist.
Verwendung gemäß Anspruch 2, worin der Gehalt der ersten Gruppe von Verbindungen 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Tintenzusammensetzung, beträgt.
Verwendung gemäß Anspruch 2 oder 4, worin der Gehalt der zweiten Gruppe von Verbindungen 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Tintenzusammensetzung, beträgt.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2, 4 und 5, worin der Trübungspunkt von wenigstens einer der ersten Gruppe von Verbindungen und der zweiten Gruppe von Verbindungen Raumtemperatur bis 100°C ist.
Verwendung gemäß Anspruch 6, worin der Trübungspunkt von wenigstens einer der ersten Gruppe von Verbindungen und der zweiten Gruppe von Verbindungen 40 bis 70°C ist.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1, 2 und 4 bis 7, worin das Färbemittel ein Pigment ist.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1, 2 und 4 bis 7, worin das Färbemittel ein gefärbtes teilchenförmiges Harz ist.
Verwendung gemäß Anspruch 8, worin das Färbemittel ein oberflächenmodifiziertes Pigment ist, das funktionelle Gruppen auf seiner Oberfläche eingeführt hat und allein in einem wässrigen Lösungsmittel dispergiert werden kann.
Verwendung gemäß Anspruch 10, worin das Färbemittel ein oberflächenmodifizierter Ruß ist, der funktionelle Gruppen auf seiner Oberfläche eingeführt hat und allein in einem wässrigen Lösemittel dispergiert werden kann.
Verwendung gemäß Anspruch 10, worin das Färbemittel ein oberflächenmodifiziertes organisches Pigment ist, das funktionelle Gruppen auf seiner Oberfläche eingeführt hat und allein in einem wässrigen Lösemittel dispergiert werden kann.
Verwendung gemäß Anspruch 11 oder 12, worin die eingeführten funktionellen Gruppen Schwefel enthaltende funktionelle Gruppen sind.
Verwendung gemäß Anspruch 13, worin die Schwefel enthaltenden funktionellen Gruppen SO₂ ^– oder SO₃ ^– sind.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 3, worin der Gehalt der ersten Gruppe von Verbindungen 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Tintenzusammensetzung, beträgt.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 3 oder 15, worin der Gehalt der zweiten Gruppe von Verbindungen 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Tintenzusammensetzung, beträgt.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 3, 15 und 16, worin der Trübungspunkt von wenigstens einer der ersten Gruppe von Verbindungen und der zweiten Gruppe von Verbindungen Raumtemperatur bis 100°C ist.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 17, worin der Trübungspunkt von wenigstens einer der ersten Gruppe von Verbindungen und der zweiten Gruppe von Verbindungen 40 bis 70°C ist.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 3 und 15 bis 18, worin das Färbemittel ein Pigment ist.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 3 und 15 bis 18, worin das Färbemittel ein gefärbtes teilchenförmiges Harz ist.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 19, worin das Färbemittel ein oberflächenmodifiziertes Pigment ist, das funktionelle Gruppen auf seiner Oberfläche eingeführt hat und allein in einem wässrigen Lösemittel dispergiert werden kann.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 21, worin das Färbemittel ein oberflächenmodifizierter Ruß ist, welcher funktionelle Gruppen auf seiner Oberfläche eingeführt hat und allein in einem wässrigen Lösemittel dispergiert werden kann.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 21, worin das Färbemittel ein oberflächenmodifiziertes organisches Pigment ist, welches funktionelle Gruppen auf seiner Oberfläche eingeführt hat und allein in einem wässrigen Lösemittel dispergiert werden kann.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 22 oder 23, worin die eingeführten funktionellen Gruppen Schwefel enthaltende funktionelle Gruppen sind.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 24, worin die Schwefel enthaltenden funktionellen Gruppen SO₂ ^– oder SO₃ ^– sind.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, umfassend die Schritte: Ausstoßen von Tröpfchen einer Tintenzusammensetzung und Abscheiden der Tröpfchen auf einem erwärmten Aufzeichnungsmedium, und worin die Tintenzusammensetzung ein wasserlösliches organisches Lösemittel, Wasser, ein Färbemittel und wenigstens eine durch die Formel (I) wiedergegebene Verbindung umfasst: R-[O-(EO)m-(PO)n]-H (I)worin EO eine Ethylenoxygruppe bedeutet, PO eine Propylenoxygruppe bedeutet, m und n jeweils eine ganze Zahl bedeuten, und R C_kH_2k+1 bedeutet, worin k eine natürliche Zahl von 4 bis 18 ist, EO und PO ungeachtet der Reihenfolge in den Klammern beliebig angeordnet oder als Blöcke zusammen verbunden sind, das Färbemittel im Zustand der Dispersion in der Tintenzusammensetzung vorhanden ist, und die Oberfläche des erwärmten Aufzeichnungsmediums eine Temperatur von oder über dem Trübungspunkt der durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindung hat.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren umfassend die Schritte: Ausstoßen von Tröpfchen einer Tintenzusammensetzung und Abscheiden der Tröpfchen auf einem erwärmten Aufzeichnungsmedium, worin die Tintenzusammensetzung eine Tintenzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 3 und 15 bis 25 ist, und die Oberfläche des erwärmten Aufzeichnungsmediums eine Tempe ratur von oder über dem Trübungspunkt der durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindung hat.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 26 oder 27, worin die Tröpfchen der Tintenzusammensetzung mittels eines Aufzeichnungskopfes ausgestoßen werden, welcher Tintentröpfchen unter Verwendung der mechanischen Wirkung eines piezoelektrischen Elements ausstößt.