DE60017023T2

DE60017023T2 - Tintenstrahldruckverfahren

Info

Publication number: DE60017023T2
Application number: DE60017023T
Authority: DE
Inventors: Kristine B. Rochester Lawrence; Paul D. Rochester Yacobucci; Csaba A. Rochester Kovacs; Steven Rochester Evans
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 2000-07-17
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2020-07-18
Also published as: DE60017023D1; JP2001088427A; EP1072429A2; EP1072429A3; US6280027B1; EP1072429B1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Tintenstrahl-Druckverfahren zur Verbesserung der Farbstoffdichte und Fixierbarkeit einer Tintenstrahl-Bildtinte, die einen wasserlöslichen kationischen oder basischen Farbstoff enthält.
Der Tintenstrahl-Druck ist ein nicht-beaufschlagendes Verfahren zur Herstellung von Bildern durch Abscheidung von Tintentröpfchen in einer Pixel/Pixel-Weise auf einem Bildaufzeichnungselement aufgrund digitaler Signale. Es gibt verschiedene Methoden, die dazu benutzt werden können, um die Abscheidung von Tintentröpfchen auf dem Bildaufzeichnungselement zu steuern, um das gewünschte Bild zu erhalten. Im Falle eines Verfahrens, bekannt als kontinuierliches Tintenstrahlverfahren, wird ein kontinuierlicher Strom von Tröpfchen aufgeladen und in bildweiser Form auf die Oberfläche des Bildaufzeichnungselementes abgelenkt, während nicht zur Bildformation benötigte Tröpfchen eingefangen und in einen Tintensumpf zurückgeführt werden. Im Falle eines anderen Verfahrens, bekannt als Drop-on-Demand-Tintenstrahlverfahren werden einzelne Tintentröpfchen je nach Erfordernis auf das Bildaufzeichnungselement projiziert, um das gewünschte Bild zu erzeugen. Zu üblichen Methoden der Steuerung der Projektion von Tintentröpfchen nach dem Drop-on-Demand-Druckverfahren gehören piezoelektrische Signalumformer und die thermische Bläschenformation. Tintenstrahl-Drucker haben eine breite Anwendung gefunden auf Märkten, die reichen von der industriellen Kennzeichnung über das Drucken in kurzen Abläufen bis zur Desktop-Dokumenten- und Bildaufzeichnung.
Die Tinten, die in den verschiedenen Tintenstrahl-Druckern verwendet werden, lassen sich einteilen in solche auf Farbstoffbasis oder auf Pigmentbasis. Ein Farbstoff ist ein Färbemittel, das mittels eines Trägermediums molekular dispergiert oder solvatisiert vorliegt. Das Trägermedium kann bei Raumtemperatur eine Flüssigkeit oder ein fester Stoff sein. Ein üblicherweise verwendetes Trägermedium ist Wasser oder eine Mischung aus Wasser und organischen Co-Lösungsmitteln. Jedes einzelne Farbstoffmolekül ist von Molekülen des Träger mediums umgeben. Im Falle von Tinten auf Farbstoffbasis sind keine Teilchen unter dem Mikroskop erkennbar. Obgleich auf dem Gebiet der Tintenstrahl-Tinten auf Farbstoffbasis in jüngerer Zeit viele Fortschritte erzielt wurden, leiden derartige Tinten immer noch an Nachteilen, wie niedrigen optischen Dichten auf einfachem Papier oder einer schlechten Lichtechtheit. Wird Wasser als Trägermedium verwendet, so leiden derartige Tinten ganz allgemein an einer schlechten Wasserfestigkeit.
Die Tintenstrahl-Empfangselemente, die mit den oben erwähnten Tinten verwendet werden können, müssen mehreren Erfordernissen genügen, wozu die Erzeugung von hochdichten Bildern gehört, die nicht verschmieren, ausbluten oder wandern, wenn sie während kurzer Zeiten der Einwirkung von Wasser ausgesetzt werden.
Die US-A-5 560 996 bezieht sich auf die Verwendung von Druckpapier, das eine eingeführte Verbindung enthält, die auf chemischem Wege wasserlösliche kationische oder anionische Farbstoffe auf dem Papier zu fixieren vermag, und zwar durch eine elektrostatische Anziehung zwischen dem Farbstoff und der eingeführten Verbindung. Obgleich dieser Typ einer Tinten-Empfangsschicht ein Bild mit guter Fixierbarkeit liefert, besteht ein Problem mit diesem Material darin, dass die Gesamtdichte der erzeugten Bilder zu gering ist, wie später gezeigt werden wird.
Die JP-A-1997099635 bezieht sich auf die Verwendung eines anionischen Polyurethans mit hohem Tg-Wert in einer Tinten-Empfangsschicht, um den Abbau eines Aufzeichnungselementes vor dem Druck zu vermeiden aufgrund einer Aufbewahrung bei hoher Temperatur, wobei der Abbau später das gedruckte Bild beeinträchtigt bezüglich Glanz und Bildunebenheit. Ein Tg-Wert von größer als 60°C, vorzugsweise größer als 70°C ist erforderlich.
Die US-A-4 642 247 beschreibt ein Tintenstrahl-Druckverfahren, bei dem ein Tinten-Empfängerblatt eine Tinten-Empfangsschicht aufweist (eine obere Schicht) mit einer Mischung aus einem hydrophilen Polyurethan und einem hydrophilen Polymer. Die obere Schicht des Aufzeichnungsblattes wird als eine Schicht mit Mikroporen beschrieben. Weiterhin wird die obere Schicht des Aufzeichnungsmediums erzeugt aus einem hydrophilen Polyurethan, das in seiner Hydrophilität gleich oder schlechter ist als die darunter liegende Schicht in Form einer dünnen Schicht mit einer Dicke von 0,01 bis weniger als 0,1 μm, so dass die Tinte, die auf die Oberfläche gebracht wird, nicht in der oberen Schicht verbleibt, die die geringere Tinten-Rückhaltekapazität aufweist, so dass die Tinte rasch durch die obere Schicht gelangt mit der größeren Tinten-Rückhaltekapazität.
Es ist ein Ziel dieser Erfindung, ein Tintenstrahl-Druckverfahren zur Verbesserung der Fixierbarkeit eines Tintenbildes bereitzustellen, derart, dass das Bild nicht verschmiert und nicht wandert, wenn das Bild eine bestimmte Zeitspanne lang der Einwirkung von Wasser ausgesetzt wird. Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, ein Tintenstrahl-Druckverfahren bereitzustellen, bei dem das Tintenstrahlbild von hoher Dichte ist.
Diese und andere Ziele werden mit der vorliegenden Erfindung erzielt, die sich bezieht auf ein Tintenstrahl-Druckverfahren für die Verbesserung der Farbstoffdichte und der Fixierbarkeit eines Tintenstrahlbildes, das umfasst:

a) die Bereitstellung eines Tintenstrahl-Aufzeichnungselementes mit einem Träger, auf dem sich eine Bildaufzeichnungsschicht befindet mit einer Mischung aus einem anionischen, in Wasser dispergierbaren Polyurethan mit einem Tg-Wert von -50°C bis 0°C und einem hydrophilen Polymeren; und
b) die Zufuhr von Tröpfchen einer flüssigen Tinte unter Beaufschlagung der Bildaufzeichnugsschicht in bildweiser Form unter Erzeugung eines aufgedruckten Tintenstrahlbildes in der Bildaufzeichnungsschicht, wobei die Tinte Wasser, ein Feuchthaltemittel und einen wasserlöslichen kationischen oder basischen Farbstoff enthält, wobei das aufgedruckte Tintenstrahlbild innerhalb der Bildaufzeichnungsschicht fixiert wird.

Es wurde gefunden, dass die Fixierbarkeit des aufgedruckten Tintenstrahlbildes von hoher Dichte ist und dass das Bild nicht verschmiert oder wandert, wenn es über einen bestimmten Zeitraum der Einwirkung von Wasser ausgesetzt wird.
Eine Vielzahl basischer oder kationischer Farbstoffe kann im Rahmen der Erfindung verwendet werden, wie sie in der US-A-5 560 996 beschrieben werden. Im Falle einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Farbstoff ein Azofarbstoff ein Triphenylmethan farbstoff ein Phthalocyaninfarbstoff, ein Azinfarbstoff, ein Oxazinfarbstoff ein Thiazinfarbstoff jeweils mit einem Aminsalzrest oder einer quaternären Ammoniumgruppe. Derartige Tinten können direkt von dem basischen oder kationischen Farbstoff hergestellt werden oder durch Wiederauflösung der Leucoform oder deprotonosierten elektrisch neutralen Formen (Vorläufer) dieser Farbstoffe in verdünnten wässrigen Säuren, wie es beschrieben wird in den US-A-4 880 769 ; 3 992 140 und 5 559 076. Zu Beispielen von derartigen elektrisch neutralen Formen von kationischen Farbstoffen gehören die folgenden:
Die oben beschriebenen Farbstoffe können in jeder beliebigen Menge eingesetzt werden, die für den beabsichtigten Zweck geeignet ist. Im Allgemeinen wurden gute Ergebnisse erzielt, wenn der Farbstoff in einer Menge von 0,2 bis 5 Gew.-% der Tintenstrahl-Tintenzusammensetzung vorlag, vorzugsweise in einer Menge von 0,3 bis 3 Gew. %. Auch können Farbstoffmischungen verwendet werden.
Im Falle einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung haben die anionischen, Wasserdispergierbaren Polyurethanpolymeren die folgende allgemeine Formel:
worin:
R₁ dargestellt wird durch eine oder mehrere der folgenden Strukturen:

A steht für den Rest eines Polyols, wie a) eines Dihydroxypolyesters, erhalten durch Veresterung einer Dicarboxylsäure, wie Succinsäure, Adipinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, Phthal-, Isophthal-, Terephthal- oder Tetrahydrophthalsäure und dergleichen, mit einem Diol, wie Ethylenglykol, Propylen-l,2-glykol, Propylen-l,3-glykol, Diethylenglykol, Butan-1,4-diol, Hexan-1,6-diol, Octan-1,8-diol, Neopentylglykol, 2-Methylpropan-1,3-diol oder mit den verschiedenen isomeren Bis-hydroxymethylcyclohexanen; b) eines Polylactons, wie Polymeren von F-Caprolacton und einem der oben erwähnten Diole; c) eines Polycarbonats, erhalten beispielsweise durch Umsetzung von einem der oben erwähnten Diole mit Diarylcarbonaten oder Phosgen; oder d) eines Polyethers, wie eines Polymeren oder Copolymeren von Styroloxid, Propylenoxid, Tetrahydrofuran, Butylenoxid oder Epichlorohydrin;
R₂ steht für den Rest eines Diols mit einem Molekulargewicht von weniger als 500, wie den Diolen, die oben für A angegeben wurden; und
R₃ steht für eine verbindende Alkylen-, Arylen- oder Aralkylengruppe mit einer oder mehreren Phosphonat-, Carboxylat- oder Sulfonatgruppen, die neutralisiert wurden mit einer Base, wie Triethylamin, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid usw.; und
R₄ steht für den Rest eines Diamins mit einem Molekulargewicht von weniger als 500, wie Ethylendiamin, Diethylentriamin, Propylendiamin, Butylendiamin, Hexamethylendiamin, Cyclohexylendiamin, Phenylendiamin, Tolylendiamin, Xylylendiamin, 3,3'-Dinitrobenzidin, 4,4'-Methylen-bis(2-chloroanilin), 3,3'-Dichloro-4,4'-biphenyldiamin, 2,6-Diaminopyridin, 4,4'-Diaminodiphenylmethan und Addukten von Diethylentriamin mit Acrylat oder seinen hydrolysierten Produkten.
Das Polyurethan, das im Rahmen der Erfindung verwendet wird, hat einen Tg-Wert zwischen -50°C und 0°C. Falls erwünscht, kann ferner ein Plastifizierungsmittel zugesetzt werden. Im Falle einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat das Polyurethan eine mittlere Molekulargewichtszahl von 5000 bis 100000, weiter bevorzugt von 10000 bis 50000. Das anionische, Wasser-dispergierbare Polyurethan, das im Rahmen der Erfindung verwendet wird, kann hergestellt werden nach einem Verfahren, wie es beschrieben wird in dem "Polyurethane Handbook", Verlag Hanser Publishers, München – Wien, 1985. Zu Beispielen von anionischen, Wasser-dispergierbaren Polyurethanen, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden, gehören die folgenden:

P-1: AF 420 (Air Products Corp.) Tg = -20°C
P-2: AF 421 /Air Products Corp.) Tg = 0°C
P-3: W-252 (Witco Corporation) Tg = -49°C
P-4: W-234 (Witco Corporation) Tg = -28°C
P-5: W-232 (Witco Corporation) Tg = -12°C
P-6: W-230 (Witco Corporation) Tg = -12°C
P-7: W-320 (Witco Corporation) Tg = -12°C
P-8: W-293 (Witco Corporation) Tg = -35°C
P-9: F630 Flexthane° (Air Products Corp.)
P-10:

Das Wasser-dispergierbare Polyurethan, das im Rahmen der Erfindung verwendet wird, kann in einer Menge von 0,2 bis 26 g/m², vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 16 g/m² verwendet werden.
Jedes beliebige hydrophile Polymer kann im Rahmen der Erfindung verwendet werden. Beispielsweise kann Gelatine verwendet werden oder können Polymere verwendet werden mit der folgenden Formel:
worin:
R₅ steht für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen; und
R₆ steht für Hydroxyl, Pyrrolidon, NHCOR₇ oder CONHR₇, worin R₇ steht für eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen.
Zu Beispielen der obigen hydrophilen Polymeren gehören Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Poly(ethyloxazolin), nicht-deionisierte oder deionisierte Knochengelatine vom Typ IV, mit Säure aufgeschlossene Knochengelatine oder Schweinshautgelatine. Das hydrophile Polymer kann in einer Menge von 0,4 bis 30 g/m², vorzugsweise von 1 bis 16 g/m² vorliegen.
Zu Beispielen von hydrophilen Polymeren, die im Rahmen dieser Erfindung verwendet werden können, gehören:

G-1: Nicht-deionisierte Knochengelatine vom Typ IV, isoelektrischer Punkt = 5,0 (Eastman Chemical Co.)
G-2: Mit Säure aufgeschlossene Knochengelatine, isoelektrischer Punkt = 6,7 (Croda Colloids Ltd.)
G-3: Deionisierte Schweinshautgelatine, isoelektrischer Punkt = 8,0 (SKW Biosystems).

Im Falle einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt das Gew.-Verhältnis von Polyurethan zu hydrophilem Polymer bei 1:9 bis 8:2, vorzugsweise bei 1 bis 1.
Der pH-Wert der wässrigen Tintenzusammensetzungen, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden, können eingestellt werden durch Zugabe von organischen oder anorganischen Säuren oder Basen. Geeignete Tinten können einen bevorzugten pH-Wert von 2 bis 7 aufweisen, je nach dem Typ des verwendeten Farbstoffes. Zu typischen anorganischen Säuren gehören Chlorwasserstoff-, Phosphor- und Schwefelsäuren. Zu typischen organischen Säuren gehören Methansulfonsäure; Essigsäure und Milchsäure. Zu typischen anorganischen Basen gehören Alkalimetallhydroxide und -carbonate. Zu typischen organischen Basen gehören Ammoniak, Triethanolamin und Tetramethylethylendiamin.
In der Tintenstrahlzusammensetzung, die im Rahmen der beanspruchten Erfindung verwendet wird, kann ein Feuchthaltemittel verwendet werden, um die Tinte daran zu hindern, auszutrocknen oder in den Öffnungen des Druckerkopfes Krusten zu bilden. Zu Beispielen von Feuchthaltemitteln, die verwendet werden können, gehören mehrwertige Alkohole, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Propylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykol, Glyzerin, 2-Methyl-2,4-pentandiol; 1,2,6-Hexantriol und Thioglykol; kurzkettige Alkylmono- oder -diether, die sich von Alkylenglykolen ableiten, wie Ethylenglykolmonomethyl- oder -monoethylether, Diethylenglykolmonomethyl- oder -monoethylether, Propylenglykolmonomethyl- oder -monoethylether, Triethylenglykolmonomethyl- oder -monoethylether, Diethylenglykoldimethyl- oder -diethylether und Diethylenglykolmonobutylether; Stickstoff enthaltende cyclische Verbindungen, wie Pyrrolidon, N-Methyl-2-pyrrolidon und 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon; und Schwefel enthaltende Verbindungen, wie Dimethylsulfoxid und Tetramethylensulfon. Ein bevorzugtes Feuchthaltemittel für die Zusammensetzung der Erfindung ist Diethylenglykol, Glyzerin oder Diethylenglykolmonobutylether.
Auch können mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel zu der wässrigen Tinte zugegeben werden, die in der beanspruchten Erfindung verwendet wird, um die Tinte darin zu unterstützen, in das Empfangssubstrat einzudringen, insbesondere dann, wenn das Substrat ein hoch verleimtes Papier ist. Zu Beispielen von derartigen Lösungsmitteln gehören Alkohole, wie Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, sek.-Butylalkohol, t-Butylalkohol, iso-Butylakohol, Furfurylalkohol und Tetrahydrofurfurylalkohol; Ketone oder Ketoalkohole, wie Aceton, Methylethylketon und Diacetonalkohol; Ether, wie Tetrahydrofuran und Dioxan; sowie Ester, wie Ethyllactat, Ethylencarbonat und Propylencarbonat.
Oberflächenaktive Mittel können zugesetzt werden, um die Oberflächenspannung der Tinte auf ein geeignetes Niveau einzustellen. Die oberflächenaktiven Mittel können anionisch, kationisch, amphoter oder nichtionisch sein. Ein bevorzugtes oberflächenaktives Mittel für die Tintenzusammensetzung ist Surfynol^® 465 (Air Products) in einer Endkonzentration von 0,1 % bis 1,0 %.
Der Zusammensetzung kann ein Biocid zugesetzt werden, um das Wachstum von Mikroorganismen wie Schimmeln, Pilzen usw. in wässrigen Tinten zu unterdrücken. Ein bevorzugtes Biocid für die Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist Proxel^® GXL (Zeneca Specialties Co.) in einer Endkonzentration von 0,05-0,5 Gew.-%.
Eine typische Tintenzusammensetzung, die in der beanspruchten Erfindung verwendet wird, kann beispielsweise enthalten die folgenden Substituenten auf Gewichtsbasis: Färbemittel (0,2-5 %), Wasser (20-95 %), Feuchthaltemittel (5-70 %), mit Wasser mischbare Co-Lösungsmittel (2-20 %), oberflächenaktives Mittel (0,1-10 %), Biocid (0,05-5 %) und pH-Steuermittel (0,1-10 %).
Zu zusätzlichen Additiven, die gegebenenfalls in der Tintenstrahl-Tintenzusammensetzung vorhanden sein können, die im Rahmen der beanspruchten Erfindung verwendet wird, gehören Dickungsmittel, die Leitfähigkeit erhöhende Verbindungen, Anti-Kogationsmittel, Trocknungsmittel und Entschäumer.
Die Bildaufzeichnungsschicht, die in dem Verfahrens der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann ferner verschiedene bekannte Zusätze enthalten, wozu gehören Mattierungsmittel, wie Titandioxid, Zinkoxid, Kieselsäure und Polymerkügelchen, wie quervernetzte Poly(methylmethacrylat)- oder Polystyrolkügelchen, mit dem Ziel zur Erzeugung zu nichtblockierenden Charakteristika beizutragen und um die Verschmier-Resistenz zu steuern; oberflächenaktive Mittel, wie nicht-ionische Kohlenwasserstoff- oder Fluorokohlenwasserstoffmittel oder kationische oberflächenaktive Mittel, wie quaternäre Ammoniumsalze; fluoreszierende Farbstoffe; pH-Steuermittel; Antischaummittel; Gleitmittel; Schutzmittel; die Viskosität modifizierende Mittel; Farbstoff-Fixiermittel; Mittel zur Erzeugung einer Wasserfestigkeit; Dispergiermittel; UV-absorbierende Mittel; Meltau-Schutzmittel; Beizmittel; antistatische Mittel; Antioxidationsmittel; optische Aufheller und dergleichen. Ein Härtungsmittel kann ebenfalls zu der Tinten-Empfangsschicht zugesetzt werden, falls dies erwünscht ist.
Der Träger für das Tintenstrahl-Aufzeichnungselement, das im Rahmen der Erfindung verwendet wird, kann ein beliebiger der Träger sein, die gewöhnlich für Tintenstrahl-Empfänger verwendet werden, wie z. B. ein Träger aus Papier, mit Harz beschichtetem Papier, Poly(ethylenterephthalat), Poly(ethylennaphthalat und mikroporösen Materialien, wie einem ein Polyethylenpolymer enthaltendem Material, vertrieben von der Firma PPG Industries, Inc., Pittsburgh, Pensylvania unter der Handelsbezeichnung Teslin^®, Tyvek^© synthetisches Papier (DuPont Corp.) und OPPalyte^®-Filme (Mobil Chemical Co.) und andere Verbundfilme, wie sie in der US-A-5 244 861 aufgelistet sind.
Der Träger, der im Rahmen der Erfindung verwendet wird, kann eine Dicke von 50 bis 500 um haben, vorzugsweise von 75 bis 300 μm. Antioxidationsmittel, antistatische Mittel, Plastifizierungsmittel und andere bekannte Additive können in den Träger eingearbeitet werden, falls dies erwünscht ist. Im Falle einer bevorzugten Ausführungsform wird Papier verwendet.
Um die Adhäsion der das Bild aufzeichnenden Schicht gegenüber dem Träger zu verbessern, kann die Oberfläche des Trägers einer Corona-Entladungsbehandlung ausgesetzt werden, bevor die Bildaufzeichnungsschicht aufgebracht wird.
Zusätzlich kann eine die Haftung verbessernde Schicht, wie eine Schicht, erzeugt aus einem halogenierten Phenol oder einem teilweise hydrolysierten Vinylchlorid-Vinylacetatcopolymeren auf die Oberfläche des Trägers aufgebracht werden, um die Adhäsion der Bildaufzeichnungsschicht zu verbessern. Wird eine die Haftung verbessernde Schicht verwendet, so sollte sie eine Dicke (d. h. eine trockene Beschichtungsdicke) von weniger als 2 μm haben.
Die Bildaufzeichnungsschicht kann in jeder beliebigen Menge vorliegen, die effektiv für den beabsichtigten Zweck ist. Im Allgemeinen wurden gute Ergebnisse erhalten, wenn sie in einer Menge von 2 bis 33 g/m² vorlag, vorzugsweise in einer Menge von 6 bis 16 g/m², entsprechend einer Trockendicke von 2 bis 30 μm, vorzugsweise 6 bis 15 μm.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung veranschaulichen.
Die folgenden Tintenstrahl-Aufzeichnungselemente wurden zum Vergleich verwendet:

C-1 ist die Tinten-Empfangsschicht, die in Beispiel 2 der US-A-5 560 996 in einer Dicke von 8,6 g/m² beschrieben wird.
C-2 ist die Tinten-Empfangsschicht, die in Beispiel 2 der US-A-5 560 996 in einer Dicke von 32,3 g/m² beschrieben wird.
C-3: Kodak Professional Special Ink Jet Paper, Kat. # R74 3123.
sC-4: Kodak Ekta^® Jet Clay Coated Paper, Kat. # 842 3469.
sC-5: Kodak Ekta^® Jet Type LF Semi Gloss Paper, Kat. # 898 4486.
sC-6: Kodak Ink Jet Photographic Quality Paper, Kat. # 800 6298.

Beispiel 1: Herstellung einer wässrigen Tintenzusammensetzung, die einen wasserlöslichen, kationischen Farbstoff enthält
Eine Tintenzusammensetzung wurde hergestellt durch Auflösen der elektrisch neutralen Form des Farbstoffes in Milchsäure (Aldrich Chemical Co.) in einem vorgegebenen Volumen von filtriertem deionisiertem Wasser, worauf sich die Zugabe einer Vorratslösung anschloss, die enthielt Glyzerin (Acros Co.), Diethylenglykol (Aldrich Chemical Co.), Surfynol° 465 (Air Products Corp.) und Proxel° GXL Biocid (Zeneca Specialties). Jede Tinte wurde bei Raumtemperatur über Nacht gerührt und die Oberflächenspannung einer jeden Tinte wurde gemessen unter Verwendung eines Tensiometers vom Typ CSC-DuNouy Interfacial Tensiometer, Modell 70545 (ein Mittel von drei Ablesungen wurde aufgezeichnet). Die % einer jeden Komponente, die in der fertigen Tinte vorlagen, sind in Tabelle 1 unten zusammengestellt: Tabelle 1
Beispiel 2: Herstellung von Vergleichs-Tinten-Aufzeichnungselementen C-1 und C-2
Die Vergleichselemente C-1 und C-2 wurden hergestellt wie in Beispiel 2 der US-A-5 560 996 beschrieben, unter Verwendung einer Mischung von LAPONITE RD^® (micro) (Southern Clay Products) und Butvar 76^®, Polyvinylbutyral (Monsanto Corp.) (Verhältnis 1,5/1).
Beispiel 3: Herstellung der Tinten-Aufzeichnungselemente E-1 bis E-9 gemäß der Erfindung
Die Verbundseite eines mit Polyethylenharz beschichteten Papierträgers von photographischer Reinheit wurde vor der Beschichtung einer Corona-Entladung unterworfen. Die Tinten-Empfangsschichten bestanden aus einer Mischung von 4,31 g/m² Polyurethan P-1 bis P-9, 4,31 g/m² Gelatine G-1 und 0,09 g/m² 5-100 20 μm-Kügelchen (ACE Chemical Co.) und wurden aufgetragen aus destilliertem Wasser auf den oben erwähnten Papierträger.
Beispiel 4: Druckverfahren
Die Elemente E-1 bis E-9 und die Vergleichs-Elemente C-1 bis C-6 wurden bedruckt mittels eines Druckers vom Typ Epson 200^® unter Verwendung der Tinten I-1 bis I-4 wie in Beispiel 1 beschrieben. Nach dem Druck wurden sämtliche Bilder bei Raumtemperatur über Nacht trocknen gelassen und die Dichten bei 100 % Beschichtung (D_max) wurden gemessen unter Verwendung eines Densitometers vom Typ X-Rite 820^®.
Die Bilder wurden dann einem Wasserfestigkeitstest (WF) unterworfen, bei dem jeder Empfänger mit einem Bild 5 Minuten lang in destilliertes Wasser von Raumtemperatur eingetaucht wurde. Die Dichte bei D_max wurde von Neuem gemessen und die %-Dichte, die bei D_max beibehalten wurde, wurde aus jeder Tinten-Empfängerkombination berechnet. Die zurückbehaltenen % sind ein indirektes Maß dafür, wie gut der Farbstoff auf dem Empfänger nach dem Druck fixiert war. Werte, nahe an 100 % sind bevorzugte Werte, da sie eine bessere Fixierung des Farbstoffes an die Bildempfangsschicht wiedergeben. Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten: Tabelle 2 Tinte (I-1)
Die obigen Ergebnisse zeigen, dass die Aufzeichnungselemente E-1 bis E-9 gemäß der Erfindung im Vergleich zu den Vergleichs-Aufzeichnungselementen C-1 bis C-6 höhere D_max Werte zeigten vor WF und dass die beibehaltenen % näher an 100 % lagen.
Tabelle 3 (Tinte I-2)
Die obigen Ergebnisse zeigen, dass die Aufzeichnungselemente E-1 bis E-9 gemäß der Erfindung zu höheren D_max Werten führten vor WF im Vergleich zu den Vergleichs-Aufzeichnungselementen C-1 bis C-5. Die Elemente der Erfindung zeigten ferner, dass die beibehaltenen % näher an 100 % lagen als im Falle der Vergleichselemente C-2 bis C-6.
Tabelle 4 (Tinte I-3)
Die obigen Ergebnisse zeigen, dass die Aufzeichnungselemente E-1 bis E-9 gemäß der Erfindung zu höheren D_max Werten vor WF führten im Vergleich zu den Vergleichs-Aufzeichnungselementen C-1 und C-2. Die Elemente gemäß der Erfindung zeigten ferner, dass die beibehaltenen % näher an 100 % lagen als die beibehaltenen % der Vergleiche C-3 bis C-6.
Tabelle 5 (Tinte I-4)
Die obigen Ergebnisse zeigen, dass die Aufzeichnungselemente E-1 bis E-9 gemäß der Erfindung höhere D_max-Werte vor WF zeigten im Vergleich zu den Vergleichs-Aufzeichnungselementen C-1 bis C-6. Die Elemente gemäß der Erfindung zeigten ferner, dass die beibehaltenen % näher an 100 % lagen als im Falle der Vergleiche C-3 bis C-6.
Beispiel 5: Herstellung der Tinten-Aufzeichnungselemente E-10 bis E-16 gemäß der Erfindung
Die Aufzeichnungselemente E-10 bis E-16 gemäß der Erfindung wurden in gleicher Weise hergestellt wie in Beispiel 3 beschrieben mit der Ausnahme, dass das Verhältnis von P-10 und G-1 variiert wurde, unter Beibehaltung der End-Schichtendicke konstant bei 8,6 g/m². Die Mengen für P-10 und G-1 im Falle einer jeden Zusammensetzung sind in Tabelle 6 unten zusammengestellt: Tabelle 6
Die obigen Empfängerelemente wurden bedruckt unter Verwendung der Tinte I-4 von Beispiel 1 und sie wurden untersucht wie in Beispiel 4 beschrieben. Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten: Tabelle 7
Die obigen Ergebnisse zeigen, dass die Aufzeichnungselemente E-10 bis E-16 gemäß der Erfindung zu höheren D_max-Werten vor WF führten im Vergleich zu den Vergleichs-Aufzeichnungselementen C-1 bis C-6. Die Elemente der Erfindung zeigten ferner, dass die beibehaltenen % näher an 100 % lagen als die beibehaltenen % der Vergleiche C-2 bis C-6.

Claims

Tintenstrahl-Druckverfahren zur Verbesserung der Farbstoffdichte und Fixierbarkeit eines Tintenstrahlbildes, das umfasst: a) die Bereitstellung eines Tintenstrahl-Aufzeichnungselementes mit einem Träger, auf dem sich eine Bildaufzeichnungsschicht befindet mit einer Mischung aus einem anionischen, in Wasser dispergierbaren Polyurethan mit einem Tg-Wert von -50 bis 0°C und einem hydrophilen Polymeren; und b) die Zufuhr von Tröpfchen einer flüssigen Tinte unter Beaufschlagung der Bildaufzeichnungsschicht in bildweiser Form unter Erzeugung eines aufgedruckten Tintenstrahlbildes in der Bildaufzeichnungsschicht, wobei die Tinte Wasser, ein Feuchthaltemittel und einen wasserlöslichen kationischen oder basischen Farbstoff umfasst, wobei das aufgedruckte Tintenstrahlbild innerhalb der Bildaufzeichnungsschicht fixiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Polyurethanpolymer der Formel entspricht:
worin: R₁ dargestellt wird durch eine oder mehrere der folgenden Strukturen:
A den Rest eines Polyols darstellt; R₂ der Rest eines Diols ist mit einem Molekulargewicht von weniger als 500; R₃ eine verbindende Alkylen-, Arylen- oder Aralkylengruppe darstellt, die eine oder mehrere Phosphonat-, Carboxylat- oder Sulfonatgruppen enthält, die neutralisiert wurden mit einer Base; und R₄ der Rest eines Diamins ist mit einem Molekulargewicht von weniger als 500.
Verfahren nach Anspruch 2, in dem A ein Dihydroxypolyester, ein Polylacton, ein Polycarbonat oder ein Polyether ist.
Verfahren nach Anspruch 2, in dem R₁ steht für:
Verfahren nach Anspruch 2, in dem R₂ steht für -O(CH₂)₄O-, R₃ steht für eine verbindende Alkylen-, Arylen- oder Aralkylengruppe mit einer Carboxylatgruppe und R₄ steht für -NH(CH₂)₂NH-.
Verfahren nach Anspruch 1, in dem das hydrophile Polymer Gelatine ist.
Verfahren nach Anspruch 1, in dem das Gew.-Verhältnis von Polyurethan zu hydrophilem Polymer bei 1:9 bis 8:2 liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, in dem der Farbstoff ein Azofarbstoff, ein Triphenylmethanfarbstoff ein Phthalocyaninfarbstoff ein Azinfarbstoff, ein Oxazinfarbstoff oder ein Thiazinfarbstoff ist, der jeweils einen Aminsalzrest oder eine quaternäre Ammoniumgruppe aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, in dem der Farbstoff ein kationischer Pyrazolazoindolfarbstoff oder ein kationischer Oxazinfarbstoff ist.
Verfahren nach Anspruch 1, in dem der Farbstoff ein in Wasser lösliches Salz ist von: