DE60016078T2

DE60016078T2 - Farbpigmentierter Tintenstrahltintensatz

Info

Publication number: DE60016078T2
Application number: DE60016078T
Authority: DE
Inventors: David Rochester Erdtmann; Barbara L. Rochester Grady; David J. Rochester Oldfield; Frank R. Rochester Brockler
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 2000-04-17
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2020-04-18
Also published as: JP2000351928A; US6152999A; EP1048702B1; EP1048702A1; DE60016078D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich des Tintenstrahldruckens und insbesondere das Farbdrucken.
Das Tintenstrahldruckverfahren ist ein berührungsloses Verfahren zur Anfertigung von Bildern durch pixelweises Aufgingen von Tintentröpfchen auf einem Bildaufzeichnungselement in Abhängigkeit von digitalen Signalen. Es gibt verschiedene Verfahren, die zur Steuerung der Ablagerung von Tintentröpfchen auf dem Bildaufzeichnungselement verwendbar sind, um das gewünschte Bild zu erzeugen. In einem als stetiges Tintenstrahlverfahren bezeichneten Verfahren wird ein stetiger Strom von Tröpfchen geladen und bildweise auf die Oberfläche des Bildaufzeichnungselements abgelenkt, während nicht bilderzeugende Tröpfchen abgefangen und in einen Tintensumpf zurückgeführt werden. In einem anderen, als Drop-on-Demand-Tintenstrahlverfahren bezeichneten Verfahren, werden einzelne Tintentröpfchen nach Bedarf auf das Bildaufzeichnungselement projiziert, um das gewünschte Bild anzufertigen. Gängige Verfahren zur Steuerung der Projektion von Tintentröpfchen im Drop-on-Demand-Verfahren umfassen piezoelektrische Wandler und thermische Blasenbildung. Tintenstrahldrucker sind am Markt weit verbreitet und werden u.a. von der industriellen Beschriftung bis hin zur Erstellung von Desktop-Dokumenten und Bildern in niedriger Auflage eingesetzt.
US-A-5,738,716 betrifft einen farbigen, pigmentierten Tintenstrahltintensatz, der aus einem verbrückten Aluminiumphthalocyaninpigment, Pigment Red 122, Pigment Yellow 74 und Pigment Black 7 besteht. Es besteht jedoch Bedarf nach einem Tintenstrahltintensatz, der vier Farbmittel (CMYK) umfasst und der überlegene Eigenschaften in Bezug auf Farbfächer und Lichtfestigkeit aufweist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tintenstrahltintensatz für das Farbdrucken bereitzustellen, der überlegene Eigenschaften in Bezug auf Farbfächer und Lichtfestigkeit aufweist.
Diese sowie weitere Aufgaben werden mit der vorliegenden Erfindung gelöst, die einen Tintenstrahltintensatz für den Farbdruck umfasst mit:

(a) einer ersten Tinte, die einen Träger und ein verbrücktes Aluminiumphthalocyaninpigment als Blaugrünfarbmittel enthält;
(b) einer zweiten Tinte, die einen Träger und ein Chinacridonpigment als Purpurrotfarbmittel enthält;
(c) einer dritten Tinte, die einen Träger und ein Gelbpigment, das kein Benzidin ist, als Gelbfarbmittel enthält; und
(d) mindestens einer zusätzlichen Tinte, die einen Träger und ein Farbmittel enthält, das folgendes ist:
(i) ein Orangefarbmittel, das ein Naphthol AS-, β-Naphthol-, Diketopyrrol-Pyrrol- oder ein Disazopyrazolonpigment enthält; oder
(ii) ein Violettfarbmittel, das ein Chinacridon-, Triarylcarbonium-, Benzimidazolon- oder ein Dioxazinpigment enthält.

Der Tintenstrahltintensatz liefert einen Farbfächer, der für die bildweise Bebilderung geeignet ist und eine sehr hohe Lichtfestigkeit aufweist. Pigment Black 7 kann zur weiteren Vergrößerung der verfügbaren Farbfächer dieses Tintenstrahltintensatzes zugefügt werden.
Es wird zudem ein Tintenstrahldruckverfahren für das Drucken von Farbbildern mit folgenden Schritten beschrieben:

Bereitstellen eines Tintenstrahldruckers, der auf digitale Datensignale anspricht;
Beladen des Druckers mit Tintenempfangssubstraten;
Beladen des Druckers mit einem Farbtintenstrahl-Tintensatz nach Anspruch 1; und
Bedrucken der Tintenempfangssubstrate in Abhängigkeit von digitalen Datensignalen.

Pigmente, auf die durch Pigmentnummern Bezug genommen wird, werden auch durch den Farbindex (Color Index) bezeichnet.
Die erfindungsgemäßen Tinten sind für die Verwendung in Vier-, Fünf-, Sechs- oder Siebenfarben-Tintenstrahldruckern vorgesehen, d.h. Druckern, die Druckpatronen enthalten, die Blaugrün, Purpurrot, Gelb und Orange (CMYO-Vierfarbendrucker), Blaugrün, Purpurrot, Gelb, Schwarz und Orange (CMYKO-Fünffarbendrucker) oder Blaugrün, Purpurrot, Gelb, Schwarz, Orange und Grün (CMYKOG-Sechsfarbendrucker) oder Blaugrün, Purpurrot, Gelb, Schwarz, Orange, Grün und Violett (CMYKOGV-Siebenfarbendrucker) drucken können.
Für die vorliegende Erfindung geeignete, verbrückte Aluminiumphthalocyaninpigmente werden in US-A-4,311,775 beschrieben. Diese Pigmente lassen sich durch folgende Formeln darstellen:
wobei Pc für einen substituierten oder unsubstituierten Phthalocyaninring steht, R für eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine Aralkylgruppe und n für eine ganze Zahl zwischen 0 und 4. Ein geeignetes siloxanverbrücktes Aluminiumphthalocyanin ist Bis(phthalocyanylalumin)-Tetraphenyldisiloxan (Pc ist unsubstituiert, R ist Phenyl und n ist 2).
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das verbrückte Aluminiumphthalocyaninpigment Bis(phthalocyanylalumin)-Tetraphenyldisiloxan. In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Blaugrünfarbmittel eine Mischung aus Bis(phthalocyanyalumino)tetraphenyldisiloxan mit entweder (a) Kupferphthalocyanin oder (b) Hydroxyaluminiumphthalocyanin oder (c) sowohl Kupferphthalocyanin als auch Hydroxyaluminiumphthalocyanin.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Chinacridonpigment Pigmentrot 122.
Für die vorliegende Erfindung geeignete Gelbpigmente, die kein Benzidin sind, sind u.a. Gelbpigment 74, 97, 138, 139, 151, 154, 155, 185, 180 oder Mischungen daraus. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Gelbpigment das Gelbpigment 74 oder 155.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst das orangefarbene Farbmittel β-Naphtholpigment oder ein Naphthol AS-Pigment. In der vorliegenden Erfindung verwendbare orangefarbene Farbmittel umfassen Orange 5, Pigmentrot 17, Pigmentrot 188, Pigmentorange 62, Pigmentrot 112, Pigmentrot 255, Pigmentrot 264 und Pigmentrot 49:2 sowie Mischungen daraus.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das grüne Farbmittel ein Kupferphthalocyaningrünpigment. Für die vorliegende Erfindung geeignete Grünfarbmittel sind u.a. Pigmentgrün 1, Pigmentgrün 2, Pigmentgrün 7, Pigmentgrün 36 sowie Mischungen daraus.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Violettfarbmittel ein Chinacridon- oder ein Benzimidazolonpigment. Für die vorliegende Erfindung geeignete Violettfarbmittel sind u.a. Pigmentviolett 19, Pigmentviolett 3, Pigmentviolett 32 Pigmentviolett 23 sowie Mischungen daraus.
Ein für die vorliegende Erfindung geeigneter, bevorzugter 5-Farbentintensatz umfasst Pigmentschwarz 7, Pigmentrot 122, Pigmentgelb 74, Bis(phthalocyanylalumino)-Tetraphenyldisiloxan und Pigmentorange 5.
Ein für die vorliegende Erfindung geeigneter, bevorzugter 6-Farbentintensatz umfasst Pigmentschwarz 7, Pigmentrot 122, Pigmentgelb 74, Bis(phthalocyanylalumino)-Tetraphenyldisiloxan, Pigmentorange 5 und Pigmentgrün 36. Ein weiterer bevorzugter 6-Farbentintensatz umfasst Pigmentschwarz 7, Pigmentrot 122, Pigmentgelb 74, Bis(phthalocyanylalumino)-Tetraphenyldisiloxan, Pigmentrot 188 und Pigmentgrün 36.
Ein für die vorliegende Erfindung geeigneter, bevorzugter 7-Farbentintensatz umfasst Pigmentschwarz 7, Pigmentrot 122, Pigmentgelb 74, Bis(phthalocyanylalumino)-Tetraphenyldisiloxan, Pigmentorange 5, Pigmentgrün 36 und Pigmentviolett 3. Ein weiterer bevorzugter 7-Farbentintensatz umfasst Pigmentschwarz 7, Pigmentrot 122, Pigmentgelb 74, Bis(phthalocyanylalumino)-Tetraphenyldisiloxan, Pigmentrot 188, Pigmentgrün 36 und Pigmentviolett 3.
Das Verfahren zur Herstellung von Tinten aus Pigmenten umfasst üblicherweise zwei Schritte: (a) einen Dispersions- oder Mahlschritt, um das Pigment in die primäre Partikel aufzubrechen, und (b) einen Verdünnungsschritt, in dem das dispergierte Pigmentkonzentrat mit einem Träger und anderen Zusätzen zu einer gebrauchsfertigen Tinte verdünnt wird. Bei diesem Mahlschritt wird das Pigment normalerweise in einem Träger suspendiert (typischerweise derselbe Träger wie der in der fertigen Tinte), und zwar zusammen mit einem festen, inerten Mahlmittel. Diese Pigmentdispersion wird mit einer mechanischen Energie beaufschlagt, wobei die Kollisionen zwischen dem Mahlmittel und dem Pigment eine Zerlegung des Pigments in seine primären Partikel bewirken. Ein Dispersionsmittel oder Stabilisator oder beides wird der Pigmentdispersion üblicherweise zugegeben, um das Zerlegen des Rohpigments zu ermöglichen, die kolloidale Partikelstabilität zu erhalten und ein erneutes Zusammenballen der Partikel zu verzögern.
Es gibt viele verschiedene Arten von Materialien, die als Mahlmittel verwendbar sind, wie Glas, Keramik, Metall und Kunststoff. In einem geeigneten Ausführungsbeispiel kann das Mahlmittel Partikel umfassen, die vorzugsweise und im Wesentlichen kugelförmig sind, z.B. Perlen, und die im Wesentlichen aus einem Polymerharz bestehen.
Im Allgemeinen sind Polymerharze, die zur Verwendung als Mahlmittel geeignet sind, chemisch und physisch inert, im Wesentlichen frei von Metallen, Lösemitteln und Monomeren und von ausreichender Härte und Zerreibbarkeit, um ein Spanen oder Zerdrücken während des Mahlvorgangs zu vermeiden. Geeignete Polymerharze umfassen verbrückte Polystyrole, wie Polystyrol, das mit Divinylbenzen vernetzt ist, Styrolcopolymere, Polyacrylate, wie Poly(methylmethylacrylat), Polycarbonate, Polyacetale, wie Derlin^®, Vinylchloridpolymere und Copolymere, Polyurethane, Polyamide, Poly(tetrafluoroethylene), z.B. Teflon^®, und andere Fluorpolymer, HD-Polyethylene, Polypropylene, Celluloseether und Ester, wie Celluloseacetat, Poly(hydroxyethylmethacrylat), Poly(hydroxyethylacrylat), siliconhaltige Polymere, wie Polysiloxane usw. Das Polymer kann biologisch abbaufähig sein. Exemplarische, biologisch abbaufähige Polymere sind u.a. Poly(lactide), Poly(glycolide), Copolymere von Lactiden und Glycolid, Polyanhydride, Poly(iminocarbonate), Poly(N-Acylhydroxypro lin)ester, Poly(N-Palmitoylhydroxyprolin)ester, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Poly(orthoester), Poly(caprolactone) und Poly(phosphazene). Das Polymerharz kann eine Dichte von 0,9 bis 3,0 g/cm³ aufweisen. Harze mit höheren Dichten sind besonders geeignet, da angenommen wird, dass sie eine effizientere Reduzierung der Partikelgröße ermöglichen. Besonders geeignet sind vernetzte oder unvernetzte Polymerstoffe auf Basis von Styrol.
Das Mahlen kann in jeder geeigneten Mühle erfolgen. Geeignete Mühlen sind u.a. eine Luftstrahlmühle, eine Walzenmühle, eine Kugelmühle, eine Rührwerkskugelmühle und eine Perlmühle. Besonders geeignet ist eine Hochgeschwindigkeitsmühle.
Als Hochgeschwindigkeitsmühle werden Geräte bezeichnet, die das Mahlmittel auf Geschwindigkeiten von mehr als 5 Meter/s beschleunigen können. Die Mühle kann mit einer rotierenden Welle mit einem oder mehreren Flügelrädern ausgestattet sein. In einer derartigen Mühle ist die Geschwindigkeit, die dem Mahlmittel verliehen wird, ungefähr gleich der Umfangsgeschwindigkeit des Flügelrads, was dem Produkt der Flügelradumdrehungen je Minute, π, und dem Flügelraddurchmesser entspricht. Eine ausreichende Mahlmittelgeschwindigkeit wird beispielsweise in einem Sägezahnflügelrad des Typs Cowles mit einem Durchmesser von 40 mm bei Betrieb mit 9.000 U/min erzielt. Die geeigneten Proportionen des Mahlmittels, des Pigments, des flüssigen Dispersionsmittels und des Dispergators können innerhalb weiter Bereiche variieren und hängen beispielsweise von dem jeweils ausgewählten Material und der Größe und Dichte des Mahlmittels usw. ab. Der Prozess lässt sich kontinuierlich oder stapelweise ausführen.
Chargenweises Mahlen
Eine Masse aus <100 μm Mahlmittel, Flüssigkeit, Pigment und Dispergator wurde durch einfaches Mischen hergestellt. Diese Masse kann in konventionellen Hochleistungs-Stapelmahlverfahren vermahlen werden, wie Hochgeschwindigkeits-Rührwerkskugelmühlen, Schwingmühlen, Kugelmühlen usw. Der Schlamm wurde für eine vorbestimmte Zeitdauer gemahlen, um eine Ausmahlung des aktiven Materials auf eine minimale Partikelgröße zu ermöglichen. Nach Abschluss des Mahlvorgangs wurde die Dispersion aus aktivem Material von dem Mahlmittel durch einfaches Sieben oder Filtern getrennt.
Umlaufmahlen im kontinuierlichen Verfahren
Eine Masse aus <100 μm Mahlmittel, Flüssigkeit, Pigment und Dispergator wurde kontinuierlich aus einem Gefäß durch eine konventionelle Mühle geführt, die mit einem Mahlmitteltrennsieb ausgestattet war, das auf >100 μm eingestellt war, um einen freien Durchtritt des Mahlmittels während des gesamten Kreislaufs zu ermöglichen. Nach Abschluss des Mahlvorgangs wurde die Dispersion aus aktivem Material von dem Mahlmittel durch einfaches Sieben oder Filtern getrennt.
Bei jedem der beiden genannten Verfahren variieren die geeigneten Mengen und Verhältnisse der Inhaltsstoffe des Mahlguts erheblich, je nachdem, welche Materialien für welche Anwendung verwendet werden. Der Inhalt der Mahlmischung besteht aus dem Mahlgut und dem Mahlmittel. Das Mahlgut umfasst Pigment, Dispergator und einen flüssigen Träger, wie beispielsweise Wasser. Für wässrige Tintenstrahltinten beträgt das Pigment im Mahlgut im Allgemeinen 1 bis 50 Gew.% ohne Mahlmittel. Das Verhältnis von Pigment zu Dispergator beträgt 20:1 bis 1:2. Die Hochgeschwindigkeitsmühle ist ein Gerät mit starker Rührbewegung, wie von Morehouse-Cowles, Hockmeyer et al. hergestellt.
Der Dispergator ist ein weiterer wichtiger Inhaltsstoff im Mahlgut. Bevorzugte Dispergatoren für wässrige Tintenstrahltinten umfassen Natriumdodecylsulfat, Acryl- und Styrol-Acryl-Copolymere, wie die in US-A-5,085,698 und -5.172.133 beschriebenen, sowie sulfonierte Polyester und Styrole, wie die in US-A-4,597,794 beschriebenen. Andere in Verbindung mit Pigment beschriebene Patente beschreiben zudem eine große Vielzahl geeigneter Dispergatoren. Der in den Beispielen verwendete Dispergator ist Natrium-N-Methyl-N-Oleoyltaurat (OMT).
Die Mahldauer kann stark variieren und hängt von dem Pigment, den mechanischen Einrichtungen und den Verweilbedingungen sowie u.a. der Ausgangs- und gewünschten Endgröße der Partikel ab. Für wässrige Mahlgüter beträgt die Mahldauer bei Verwendung der zuvor beschriebenen geeigneten Pigmente, Dispergatoren und Mahlmittel typischerweise zwischen 1 und 100 Stunden. Das gemahlene Pigmentkonzentrat wird vorzugsweise durch Filtration von dem Mahlmittel getrennt.
Das wässrige Trägermedium ist Wasser oder eine Mischung aus Wasser und mindestens einem wassermischbaren Mitlösungsmittel. Die Auswahl einer geeigneten Mischung hängt von den Anforderungen der jeweiligen Anwendung ab, wie beispielsweise der gewünschten Oberflächenspannung und Viskosität, dem gewählten Pigment, der Trockenzeit der pigmentierten Tintenstrahltinte und der Papiersorte, auf die die Tinte gedruckt wird. Repräsentative Beispiele wassermischbarer Mitlösungsmittel, die auswählbar sind, umfassen (1) Alkohole, wie Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, Sec-Butylalkohol, t-Butylalkohol, Isobutylalkohol, Furfurylalkohol und Tetrahydrofurfurylalkohol; (2) Ketone oder Ketoalkohole, wie Aceton, Methyl- und Ethylketon und Diacetonalkohol; (3) Ether, wie Tetrahydrofuran und Dioxan; (4) Ester, wie Ethylacetat, Ethyllactat, Ethylencarbonat und Propylencarbonat; (5) mehrwertige Alkohole, wie Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Propylenglycol, Tetraethylenglycol, Polyethylenglycol, Glycerol, 2-Methyl-2,4-Pentandiol 1,2,6-Hexantriol und Thioglycol; (6) niedrigere Alkyl-Mono- oder -Diether von Alkylenglycolen, wie Ethylenglycolmonomethyl- (oder – ethyl)ether, Diethylenglycolmonomethyl- (oder ethyl)ether, Propylenglycolmonomethyl(oder -ethyl)ether, Triethylenglycolmonomethyl- (oder -ethyl)ether und Diethylenglycol-Dimethyl- (oder -ethyl)ether; (7) stickstoffhaltige zyklische Verbindungen, wie Pyrrolidon, N-Methyl-2-Pyrrolidon, und 1,3-Dimethyl-2-Imidazolidinon; und (8) schwefelhaltige Verbindungen, wie Dimethylsulfoxid und Tetramethylensulfon.
Tintenherstellung
Im Allgemeinen ist es wünschenswert, die pigmentierte Tintenstrahltinte in Form eines konzentrierten Mahlguts herzustellen, das anschließend auf die entsprechende Konzentration zur Verwendung in dem Tintenstrahldrucksystem verdünnt wird. Diese Technik erlaubt die Herstellung einer größeren Menge pigmentierter Tinte mit der Vorrichtung. Falls das Mahlgut in einem Lösemittel hergestellt wurde, wird es mit Wasser und wahlweise anderen Lösemitteln auf die entsprechende Konzentration verdünnt. Falls es mit Wasser hergestellt wurde, wird es entweder mit zusätzlichem Wasser oder mit wassermischbaren Lösemitteln verdünnt, um die gewünschte Konzentration herzustellen. Durch Verdünnen ist die Tinte auf Viskosität, Farbe, Farbton, Sättigung, Dichte und Druckbereichsauftrag für die jeweilige Anwendung wie gewünscht einstellbar.
Im Falle organischer Pigmente kann die Tinte für die meisten thermischen Tintenstrahl-Druckanwendungen bis zu ca. 30 Gew.-% an Pigmenten enthalten, im Allgemeinen jedoch im Bereich von 0,1 bis 10%, vorzugsweise ca. 0,1 bis 5 Gew.-% der gesamten Tintenzusammensetzung. Falls ein anorganisches Pigment gewählt wird, enthält die Tinte tendenziell höhere Gewichtsanteile Pigment als vergleichbare Tinten, die organische Pigmente verwenden, wobei der Anteil in einigen Fällen bis zu ca. 75% betragen kann, da anorganische Pigmente im Allgemeinen höhere spezifische Gewichte als organische Pigmente aufweisen.
Die Menge des wässrigen Trägermediums liegt in dem Bereich von ca. 70 bis 98 Gew.-%, vorzugsweise 90 bis 98 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte. Eine Mischung von Wasser und mehrwertigem Alkohol, wie Diethylenglycol, ist als wässriges Trägermedium verwendbar. Im Falle einer Mischung von Wasser und Diethylenglycol enthält das wässrige Trägermedium normalerweise von 30% Wasser/70% Diethylenglycol bis 95% Wasser/5% Diethylenglycol. Verwendbare Verhältnisse betragen ca. 60% Wasser/40% Diethylenglycol bis 95% Wasser/5% Diethylenglycol. Die Prozentsätze beziehen sich auf das Gesamtgewicht des wässrigen Trägermediums.
Die Strömungsgeschwindigkeit, die Trennlänge der Tröpfchen, die Tröpfchengröße und die Strömungsstabilität werden stark von der Oberflächenspannung und der Viskosität der Tinte bestimmt. Zur Verwendung mit Tintenstrahldrucksystemen geeignete pigmentierte Tintenstrahltinten sollten eine Oberflächenspannung im Bereich von 0,02 N/m bis 0,06 N/m aufweisen und vorzugsweise im Bereich von 0,03 N/m bis 0,05 N/m. Die Kontrolle der Oberflächenspannung in wässrigen Tinten erfolgt durch Zusetzen kleiner Mengen von grenzflächenaktiven Stoffen. Die zu verwendende Menge grenzflächenaktiver Stoffe lässt sich durch einfache Experimente nach Versuch und Irrtum ermitteln. Es sind anionische und kationische grenzflächenaktive Stoffe aus den in US-A5.324.349; 4,156,616 und 5,279,654 beschriebenen verwendbar, sowie zahlreiche weitere grenzflächenaktive Stoffe, die in der Tintenstrahltechnik bekannt sind. Zu den kommerziellen Surfactants zählen Surfynols^® von Air Products; Zonyls^® von DuPont und Fluorads^® von 3M.
Annehmbare Viskositäten sind nicht größer als 0,02 mPa.s (20 cP), und liegen vorzugsweise im Bereich von 0,001 bis 0,01 mPa.s (1,0 bis 10,0 cP), vorzugsweise im Bereich von 0,001 bis 0,005 mPa.s (1,0 bis 5,0 cP) bei Raumtemperatur.
Die Tinte hat physische Eigenschaften, die mit einem großen Bereich von Auswurfbedingungen kompatibel sind, beispielsweise Treiberspannungen und Impulsbreiten für thermische Tintenstrahldruckvorrichtungen, Treiberfrequenzen des piezoelektrischen Elements für eine Drop-on-Demand-Vorrichtung oder eine kontinuierliche Vorrichtung sowie Form und Größe der Düse.
Üblicherweise werden Tintenstrahltinten weitere Inhaltsstoffe zugesetzt. Ein Feuchthaltemittel oder Mitlösungsmittel wird allgemein zugegeben, um die Tinte vor dem Austrocknen oder vor dem Verkrusten der Öffnungen des Druckkopfes zu schützen. Ein Penetriermittel kann ebenfalls wahlweise zugesetzt werden, um ein Eindringen der Tinte in das Empfangssubstrat zu unterstützen, insbesondere wenn es sich bei dem Substrat um Pergaminpapier handelt. Ein Biozid, wie Proxel^® GXL von Zeneca Colours, kann in einer Konzentration von 0,05–0,5 Gew.% zugegeben werden, um ein unerwünschtes mikrobielles Wachstum zu vermeiden, das sich im Laufe der Zeit in der Tinte einstellen kann. Weitere Additive, die wahlweise in den Tintenstrahltinten vorhanden sein können, sind u.a. Verdickungsmittel, pH-Einstellmittel, Puffer, Mittel zur Verbesserung der Leitfähigkeit, Mittel gegen Ablagerungen, Trocknungsmittel und Schaumhemmer.
Die von der vorliegenden Erfindung bereitgestellten Tinten werden im Tintenstrahldrucken eingesetzt, wobei flüssige Tintentropfen in kontrollierter Weise auf ein Tintenempfangsschichtsubstrat aufgebracht werden, indem Tintentröpfchen aus der Vielzahl der Düsen oder Öffnungen in einem Druckkopf des Tintenstrahldruckers ausgeworfen werden.
Kommerziell erhältliche Tintenstrahldrucker arbeiten nach unterschiedlichen Schemata zur Steuerung der Ablagerung der Tintentröpfchen. Derartige Schemata lassen sich im Allgemeinen in zwei Arten unterteilen: kontinuierliche Strömung oder Drop-on-Demand (bedarfsweise Tropfenbildung).
In Drop-on-Demand-Systemen wird ein Tintentröpfchen aus einer Öffnung mittels Druck direkt auf eine Stelle auf der Tintenempfangsschicht ausgeworfen, der beispielsweise durch eine piezoelektrische Vorrichtung, eine akustische Vorrichtung oder einen Thermoprozess erzeugt wird, der durch digitale Signale steuerbar ist. Ein Tintentropfen wird nur dann erzeugt und durch die Öffnung des Druckkopfes ausgeworfen, wenn er benötigt wird. Tintenstrahl- Druckverfahren und zugehörige Drucker sind kommerziell erhältlich und brauchen hier nicht im Detail beschrieben zu werden.
Tintenstrahltinten, die Fünf-, Sechs- und Siebenfarbensätze aus den erfindungsgemäßen Pigmenten umfassen, sind in einem der gängigen Tintenstrahldrucksysteme verwendbar, einschließlich thermischer oder piezolelektrischer Drop-on-Demand-Drucker und kontinuierlicher Tintenstrahldrucker. Die jeweiligen Tintenformulierungen variieren jedoch je nach Art des Tintenstrahldrucksystems.
Die erfindungsgemäßen Tinten sind besonders vorteilhaft in Verbindung mit Tintenstrahlpapier in fotografischer Qualität, wie von Eastman Kodak Company hergestellt und verkauft. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich die optische Dichte und der Farbfächer verbessern, wenn die erfindungsgemäßen Tinten auf dieser Art Papier aufgetragen werden. Diese Tinten sind jedoch auch für das Bedrucken transparenter und undurchsichtiger Folien und sogar sogenannter Normalpapiere verwendbar.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung. Beispiel 1 Mahlgut

Polymerperlen, mittlerer Durchmesser 50 μm (Mahlmittel)	325,0 g
Black Pearls 880 (Pigmentschwarz 7) von Cabot Chemical Company.	30 g
Oleoylmethyltaurine, (OMT) Natriumsalz	10,5 g
Entsalztes Wasser	209,5 g
Proxel GXL^® (Biozid von Zeneca)	2 g

Die oben genannten Komponenten wurden in einem 2 Liter fassenden, doppelwandigen Behälter von BYK-Gardner mit einer Hochleistungsmühle des Herstellers Morehouse-Cowles Hochmeyer gemahlen. Die Mühle lief für ca. 8 Stunden bei Raumtemperatur. Die Dispersion wurde von dem Mahlgut getrennt, indem das Mahlgut durch einen KIMAX^® Büchner-Trichter von 4–8 μm des Herstellers VWR Scientific Products gefiltert wurde. Ein aliquoter Teil der o.g. Dispersion zur Erzeugung von 1,12 g Pigment wurde mit 3,18 g Diethylenglycol, 4,82 g Glycerol und zusätzlichem entsalztem Wasser gemischt, um eine Gesamtmenge von 50,0 g zu erhalten. Diese Tinte wurde durch ein 3-μm Filter gefiltert und in eine leere Druckpatrone des Typs Hewlett-Packard 51626A gefüllt. Die Bilder wurden mit einem Drucker des Typs Hewlett-Packard DeskJet^® 540 angefertigt.
Die Testbilder enthielten Felder von wechselnder Dichte oder Auftragsstärken der Tinte, u.a. wurde ein Feld mit 100% Auftrag (Dmax) auf ein glänzendes Tintenstrahlpapier gedruckt, das von Eastman Kodak Co. als "Heavy Weight Photographic Quality Inkjet Paper" bezeichnet wird. Diese Bilder wurden zur Messung der Lichtfestigkeit, des Reflexionsspektrums und der Dichte verwendet.
Die Lichtfestigkeit wurde durch Vergleichen der optischen Dichte des Dmax-Feldes vor und nach der Behandlung mit einer hellen (50 kLux) Xenonlampe für die Dauer von 7 Wochen gemessen, die mit einem Stück Fensterglas gefiltert wurde, um Sonnenlicht zu simulieren, das durch ein Bürofenster fällt. Ein Tag unter diesen Lichtbedingungen entspricht ungefähr einem Jahr unter normalen Umgebungsbedingungen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Beispiel 2
Eine pigmentierte purpurfarbene Tintenstrahltinte wurde wie in Beispiel 1 hergestellt und getestet, mit dem Unterschied, dass hierzu Pigmentrot 122 verwendet wurde (Sunfast Quinacridone Pigment von der Sun Chemical Corporation).
Beispiel 3
Eine pigmentierte orangefarbene Tintenstrahltinte wurde wie in Beispiel 1 hergestellt und getestet, mit dem Unterschied, dass hierzu Pigmentorange 5 verwendet wurde (BASF SICO^® Orange).
Beispiel 4
Eine pigmentierte gelbe Tintenstrahltinte wurde wie in Beispiel 1 hergestellt und getestet, mit dem Unterschied, dass hierzu Pigmentgelb 74 verwendet wurde (11-2510 Hansa^® Brilliant Yellow 5GX von Hoechst Chemical Co.).
Beispiel 5
Eine pigmentierte orangefarbene Tintenstrahltinte wurde wie in Beispiel 1 hergestellt und getestet, mit dem Unterschied, dass hierzu Pigmentrot 188 verwendet wurde (Novaperm^® Red HF3S von Hoechst Corp.).
Beispiel 6
Eine pigmentierte orangefarbene Tintenstrahltinte wurde wie in Beispiel 1 hergestellt und getestet, mit dem Unterschied, dass hierzu Pigmentorange 62 verwendet wurde (Novaperm^® Orange H5G-70 von Hoechst Corp.).
Beispiel 7
Eine pigmentierte orangefarbene Tintenstrahltinte wurde wie in Beispiel 1 hergestellt und getestet, mit dem Unterschied, dass hierzu Pigmentrot 112 verwendet wurde (SICO^® Fast Red L3855 von BASF Corp.).
Beispiel 8
Eine pigmentierte orangefarbene Tintenstrahltinte wurde wie in Beispiel 1 hergestellt und getestet, mit dem Unterschied, dass hierzu Pigmentrot 49:2 verwendet wurde (Lithol Scarlet NBK-4451 von BASF Corp.).
Beispiel 9
Eine pigmentierte blaugrüne Tintenstrahltinte wurde wie in Beispiel 1 hergestellt und getestet, mit dem Unterschied, dass verbrücktes Aluminiumphthalocyanin (Bis(phthalocyanylalumino)tetraphenyldisiloxan)(Eastman Kodak Co.).
Beispiel 10
Eine pigmentierte grüne Tintenstrahltinte wurde wie in Beispiel 1 hergestellt und getestet, mit dem Unterschied, dass hierzu Pigmentgrün 1 verwendet wurde (Chemisperse^® CG2174 von Aztech Corp.).
Beispiel 11
Eine pigmentierte grüne Tintenstrahltinte wurde wie in Beispiel 1 hergestellt und getestet, mit dem Unterschied, dass hierzu Pigmentgrün 2 verwendet wurde (Chemisperse^® CG3080 von Aztech Corp.).
Beispiel 12
Eine pigmentierte grüne Tintenstrahltinte wurde wie in Beispiel 1 hergestellt und getestet, mit dem Unterschied, dass hierzu Pigmentgrün 36 verwendet wurde (464-0036 obtained from Sun Chemical Corp.).
Beispiel 13
Eine pigmentierte violettfarbene Tintenstrahltinte wurde wie in Beispiel 1 hergestellt und getestet, mit dem Unterschied, dass hierzu Pigmentviolett 19 verwendet wurde (Hostaperm^® ER-02 13-7011 von Hoechst Corp.).
Beispiel 14
Eine pigmentierte violettfarbene Tintenstrahltinte wurde wie in Beispiel 1 hergestellt und getestet, mit dem Unterschied, dass hierzu Pigmentviolett 3 verwendet wurde (Chemisperse^® CV8030 von Aztech Corp.).
Beispiel 15
Eine pigmentierte violettfarbene Tintenstrahltinte wurde wie in Beispiel 1 hergestellt und getestet, mit dem Unterschied, dass hierzu Pigmentviolett 32 verwendet wurde (Bordeaux^® HF3R 13-3390 von Hoechst Corp.).
Beispiel 16
Eine pigmentierte violettfarbene Tintenstrahltinte wurde wie in Beispiel 1 hergestellt und getestet, mit dem Unterschied, dass hierzu Pigmentviolett 23 verwendet wurde (Hostaperm^® 14-4006 von Hoechst Corp.).
Beispiel 17
Eine pigmentierte orangefarbene Tintenstrahltinte wurde wie in Beispiel 1 hergestellt und getestet, mit dem Unterschied, dass hierzu Pigmentrot 17 verwendet wurde (Sunbright^® MR17 von Sun Chemical Corp.).
Beispiel 18
Eine pigmentierte orangefarbene Tintenstrahltinte wurde wie in Beispiel 1 hergestellt und getestet, mit dem Unterschied, dass hierzu Pigmentrot 255 verwendet wurde (Cromophtal^® Red BP von Ciba Chemical Corp.).
Beispiel 19
Eine pigmentierte orangefarbene Tintenstrahltinte wurde wie in Beispiel 1 hergestellt und getestet, mit dem Unterschied, dass hierzu Pigmentrot 264 verwendet wurde (Irgazin^® DPP Rubine von Ciba Chemical Corp.).
Tabelle 1
Die vorausgehenden Ergebnisse zeigen, dass die in der Erfindung verwendeten Pigmente eine gute Lichtfestigkeit aufweisen.
Vergleichsbeispiel 20
Ein Farbtintenstrahlsatz nach dem Stand der Technik, der aus Tinten bestand, wie sie für den Drucker des Typs Hewlett-Packard DeskJet^® 755CM Verwendung finden, wurde für Vergleichszwecke bewertet. Dieser Tintensatz bestand aus pigmentiertem Schwarz (Pigmentschwarz 7) sowie blaugrün- (Direct Blue 199/Acid Blue 9), purpurrot- (Reactive Red 180/Acid Red 52) und gelbfarbstoffbasierenen (Basacid Yellow 132) Tinten. Diese Tinten wurden auf ein glänzendes Tintenstrahlfotopapier des Herstellers Eastman Kodak Co. gedruckt. Bei Belichtung unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 genannt, allerdings bei einer Dauer von nur einer Woche, wiesen die Tinten folgende prozentuale Ausbleichung der optischen Dichte auf: schwarz: 2%, blaugrün: 15%, purpurrot: 20%, gelb: 39%. Der Farbfächer dieses Tintenstrahlsatzes ist in Tabelle 2, Beispiel 20, aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 21
Die Lichtfestigkeit und der Farbfächer eines silberhalogenidgestützten Bebilderungssystems wurden für Vergleichszwecke bewertet. Die Testbilder wurden auf Papier des Typs Ektacolor^® Edge II gedruckt und auf Lichtfestigkeit und Farbfächer bewertet. Die von diesem System erzeugten Blaugrün-, Purpurrot- und Gelbfarbstoffe wiesen die folgende prozentuale Ausbleichung der optischen Dichte bei Belichtung unter den gleichen Bedingungen wie zuvor in Vergleichsbeispiel 20 beschrieben auf: blaugrün: 9%, purpurrot: 12%, gelb: 19%. Der Farbfächer dieses Farbsatzes ist in Tabelle 2, Beispiel 21, aufgeführt.
Farbfächer.
Nach folgendem Verfahren wurden theoretische Farbfächer berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt. Im Allgemeinen gilt, je größer der Farbfächer, um so größer sind die möglichen Farben, die ein gegebener Tintensatz reproduzieren kann.
Alle Dichtewerte basieren auf integralen Spektralreflexionsmessungen mit einem Spektrofotometer des Typs MacBeth^® 2145. Es wurde eine gepulste Xenon-Lichtquelle mit einer Nennöffnung von 10 mm verwendet. Die Reflexionsmessungen wurden im Wellenlängenbereich von 380 bis 750 nm in Intervallen von 10 nm durchgeführt. Die Geometrie betrug 45/0.
Die Berechnung des Farbfächers erfolgte mithilfe der tatsächlichen optischen Dichten bei der Maximaldichte (Dmax) jeder Tinte in jedem Tintensatz. Die Eigenvektoranalyse diente zur Konstruktion einer charakteristischen Absorptionskurve über den Bereich des sichtbaren Spektrums (380–750 nm) für jede dieser Tinten. Der Eigenvektor für jede Tinte ist ein zweidimensionaler Array der optischen Dichte gegenüber der Wellenlänge. Diese Technik wird von A. J. Sant in Photographic Science and Engineering, 5(3), Mai–Juni, 1961, und von J. L. Simonds in Journal of the Optical Society of America, 53(8), 968–974 (1963), beschrieben. Die Eigenvektoren wurden benutzt, um die Beziehung der Tintenfarbtöne und deren Kombinationen in der Berechnung der Farbfächer für die verschiedenen Tintensätze zu definieren, die in der folgenden Tabelle aufgeführt sind.
Zum Zwecke der vorliegenden Erfindung ist der Farbfächer in konventionellen metrischen Einheiten angegeben, der im Allgemeinen für Auflichtprints verwendet wird, nämlich CIELAB. Es wurden die Farbübereinstimmungsfunktionen des Standardbetrachters nach 1931 CIE 2 sowie die nach CIE D5000 definierte Lichtquelle verwendet. Diese Angaben und die zuvor beschriebenen Eigenvektoren wurden benutzt, um den Farbfächer bei einem bestimmten Wert L* für jeden der Tintensätze zu berechnen, und zwar anhand des in Journal of Photographic Science, 38, 163 (1990), beschriebenen Verfahrens. Für diese Berechnung wird angenommen, dass keine Lichtstreuung stattfindet. Die in der folgenden Tabelle genannten Farbfächerwerte stellen die Summe der Bereiche a* vs. b* bei neun verschiedenen Scheiben L* dar (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 und 90), die für jeden Tintensatz berechnet wurden. Der Bereich jeder Scheibe L* wurde mit einer Trapezregelsumme entlang der Achse b* ermittelt.
Tabelle 2 Farbfächerwerte
Die zuvor gezeigten Ergebnisse machen deutlich, dass die erfindungsgemäßen Tinten Farbtintensätze liefern, die sehr gute Farbfächer aufweisen, die für die bildliche Bebilderung geeignet sind.

Claims

Farbtintenstrahl-Tintensatz für den Farbdruck mit: a) einer ersten Tinte, die einen Träger und ein verbrücktes Aluminiumphthalocyaninpigment als Blaugrünfarbmittel enthält; b) einer zweiten Tinte, die einen Träger und ein Quinacridonpigment als Purpurrotfarbmittel enthält; c) einer dritten Tinte, die einen Träger und ein Gelbpigment, das kein Benzidin ist, als Gelbfarbmittel enthält; und d) mindestens einer zusätzlichen Tinte, die einen Träger und ein Farbmittel enthält, das folgendes ist: (i) ein Orangefarbmittel, das ein Naphthol AS-, β-Naphthol-, Diketopyrrol-Pyrrol- oder ein Disazopyrazolonpigment enthält; oder (ii) ein Violettfarbmittel, das ein Quinacridon-, Triarylcarbonium-, Benzimidazolon- oder ein Dioxazinpigment enthält.
Farbtintenstrahl-Tintensatz nach Anspruch 1, worin das Gelbpigment Pigment Yellow 74, 97, 138, 139, 151,154, 155, 185, 180 oder Mischungen daraus ist.
Farbtintenstrahl-Tintensatz nach Anspruch 1 mit zudem Pigment Black 7 als zusätzliche Tinte.
Farbtintenstrahl-Tintensatz nach Anspruch 1, worin das verbrückte Aluminiumphthalocyaninpigment Bis(phthalocyanylalumino)tetraphenyl-Disiloxan ist.
Farbtintenstrahl-Tintensatz nach Anspruch 1, worin das Purpurrotpigment Pigment Red 122 ist.
Farbtintenstrahl-Tintensatz nach Anspruch 1, worin das Gelbfarbmittel Pigment Yellow 74 oder Pigment Yellow 155 ist.
Farbtintenstrahl-Tintensatz nach Anspruch 1, worin das Blaugrünfarbmittel eine Mischung aus Bis(phthalocyanyalumino)tetraphenyldisiloxan mit entweder a) Kupferphthalocyanin oder b) Hydroxyaluminumphthalocyanin oder c) sowohl Kupferphthalocyanin als auch Hydroxyaluminumphthalocyanin ist.
Farbtintenstrahl-Tintensatz nach Anspruch 1, worin die zusätzliche Tinte ein Orangefarbmittel mit einem β-Naphthol-Pigment oder einem Naphthol AS-Pigment enthält.
Farbtintenstrahl-Tintensatz nach Anspruch 1, worin die zusätzliche Tinte ein Violettfarbmittel enthält, das ein Quinacridon- oder ein Benzimidazolonpigment enthält.
Tintenstrahldruckverfahren für das Drucken von Farbbildern mit folgenden Schritten: Bereitstellen eines Tintenstrahldruckers, der auf digitale Datensignale anspricht; Beladen des Druckers mit Tintenempfangssubstraten; Beladen des Druckers mit einem Farbtintenstrahl-Tintensatz nach Anspruch 1; und Bedrucken der Tintenempfangssubstrate in Abhängigkeit von digitalen Datensignalen.
Farbtintenstrahl-Tintensatz nach Anspruch 1 mit zudem einem Grünfarbmittel, das ein Kupferphthalocyaningrün oder ein Triarylcarboniumpigment enthält.
Farbtintenstrahl-Tintensatz nach Anspruch 8 mit zudem einem Grünfarbmittel, das ein Kupferphthalocyaningrün enthält.