DE60131619T2

DE60131619T2 - Verfahren zur Herstellung agglomerierter feinteiliger Partikel, flüssige Zusammensetzung, Tintenset, Verfahren zur Formung farbiger Bereiche auf Tintenstrahl aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE60131619T2
Application number: DE60131619T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tomioka; Masao Kato; Makiko Endo
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2008-10-23
Anticipated expiration: 2021-10-05
Also published as: AU784409B2; EP1197533B1; CN1252194C; US6830709B2; CA2358409C; DE60131619D1; AU7825801A; CA2358409A1; KR20020027292A; EP1197533A1; US20020062762A1; KR100476613B1; CN1353150A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Methode, um ein Farbbild mit hervorragender Farbe und Farbgleichmäßigkeit zu erhalten, spezieller auf ein Verfahren der Bestimmung einer flüssigen Zusammensetzung, welche für die Tintenstrahlaufzeichnungsmethode am geeignetesten ist, auf solch eine flüssige Zusammensetzung sowie auf einen Tintensatz, welcher solch eine flüssige Zusammensetzung einsetzt, und ein Verfahren eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes zur Erzeugung eines Farbabschnitts auf einem Aufzeichnungsmedium.
Technischer Hintergrund
Das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren zeichnet auf, indem Tinte ausgestoßen wird, um die Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium wie etwa Papier aufzutragen. Es ist einfach, einen Kopf mit hochdichter Mehrfachöffnung und eine Erzeugung von Bildern mit hoher Auflösung und hoher Qualität bei hoher Geschwindigkeit unter Verwendung eines Tintenstrahlaufzeichnungsverfahrens leicht zu realisieren, bei welchem ein Tintentröpfchen durch die Wirkung einer durch Ausüben von thermischer Energie auf die Tinte unter Verwendung eines elektrothermischen Wandlers wie etwa einer Ausstoßenergie zuführenden Einrichtung in der Tinte erzeugten Blase ausgestoßen wird, wie zum Beispiel in den japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 61-59911 , 61-59912 und 61-59914 offenbart.
Im Allgemeinen enthalten herkömmliche Tinten zum Tintenstrahlaufzeichnen als eine Hauptkomponente Wasser sowie zusätzlich ein wasserlösliches Lösungsmittel mit einem hohen Siedepunkt wie etwa Glykol, um ein Austrocknen und ein Verstopfen an Öffnungen zu verhindern. Wenn solch eine Tinte zum Aufzeichnen auf einem Aufzeichnungsmedium eingesetzt wird, treten manchmal Probleme wie etwa eine unzureichende Fixierung sowie ein ungleichmäßiges Bild auf, vermutlich auf Grund der ungleichmäßigen Verteilung eines Füllstoffes und/oder eines Leims auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums wie etwa Papier.
Daneben ist eine Bildqualität von solcher Güte wie bei der Silbersalzfotographie für das Tintenstrahlaufzeichnen in letzter Zeit erforderlich geworden, was zu intensiven technischen Anforderungen an eine hohe Bilddichte, einen breiten Bereich der Farbreproduktion sowie eine vergrößerte Farbgleichmäßigkeit beim Tintenstrahlaufzeichnen geführt hat.
Unter solchen Umständen sind bisher verschiedene Vorschläge gemacht worden, um den Tintenstrahlaufzeichnungsvorgang zu stabilisieren und die Qualität von Gegenständen, auf welchen durch das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren aufgezeichnet wird, zu verbessern. Einer der Vorschläge hinsichtlich des Aufzeichnungsmediums besteht darin, die Oberfläche eines Grundpapiers des Aufzeichnungsmediums mit einem Füllstoff und/oder einem Leim zu beschichten. Zum Beispiel ist eine Methode offenbart worden, um eine tinteaufnehmende Schicht auf dem Grundpapier auszubilden, indem poröse feine Teilchen, welche ein Farbmittel adsorbieren, auf dem Grundpapier als ein Füllstoff aufgetragen worden sind. Aufzeichnungsmedien, welche unter Verwendung dieser Methoden hergestellt wurden, sind nun als ein Tintenstrahlbeschichtungspapier etc. auf dem Markt.
Die folgenden sind einige der stellvertretenden Vorschläge hinsichtlich Tintenstahltinten im Stand der Technik. Stand der Technik (1): Zugabe eines flüchtigen Lösungsmittel oder eines eindringenden Lösungsmittels zu der Tinte;
Als Mittel zur Beschleunigung der Fixiereigenschaft der Tinte auf einem Aufzeichnungsmedium offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 55-65269 die Zugabe einer Verbindung wie etwa eines oberflächenaktiven Mittels, um die Eindringfähigkeit der Tinte zu erhöhen. Zudem offenbart die offengelegte japanische Patenanmeldung Nr. 55-66976 die Verwendung einer Tinte, welche hauptsächlich ein flüchtiges Lösungsmittel enthält.
Stand der Technik (2): Vermischen einer Tinte und einer flüssigen Zusammensetzung, welche gegenüber der Tinte reaktiv ist, auf einem Aufzeichnungsmedium;
Um die Bilddichte, die Wasserfestigkeit sowie das Ausbluten zu verbessern, ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei welchem eine flüssige Zusammensetzung, welche die Bildqualität verbessern kann, auf ein Aufzeichnungsmedium aufgetragen wird, vor oder nachdem die Tinte auf das Aufzeichnungsmedium aufgetragen wurde, um ein Bild zu erzeugen.
Spezieller offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 63-60783 ein Verfahren, bei welchem eine flüssige Zusammensetzung, welche ein basisches Polymer enthält, auf ein Aufzeichnungsmedium aufgetragen wird, und dann wird darauf eine Tinte aufgetragen, welche einen anionischen Farbstoff enthält, wodurch aufgezeichnet wird. Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 63-22681 offenbart ein Aufzeichnungsverfahren, bei welchem eine erste flüssige Zusammensetzung, welche eine reaktive chemische Substanz enthält, und eine zweite flüssige Zusammensetzung, welche eine gegenüber der chemischen Substanz reaktive Verbindung enthält, auf dem Aufzeichnungsmedium vermischt werden. Des Weiteren offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 63-299971 ein Verfahren, bei welchem eine flüssige Zusammensetzung, welche eine organische Verbindung mit zwei oder mehr kationischen Gruppen pro Molekül auf das Aufzeichnungsmedium aufgetragen wird, und dann mit einer Tinte, welche einen anionischen Farbstoff enthält, aufgezeichnet wird. Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 64-9279 offenbart ein Verfahren, bei welchem eine saure flüssige Zusammensetzung, welche Succinsäure oder dergleichen enthält, auf ein Aufzeichnungsmedium aufgetragen wird, und dann wird mit einer Tinte, welche einen anionischen Farbstoff enthält, aufgezeichnet.
Des Weiteren offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 64-63185 ein Verfahren, bei welchem eine flüssige Zusammensetzung, welche einen Farbstoff unlöslich machen kann, vor dem Auftragen einer Tinte auf das Aufzeichnungsmedium aufgetragen wird. Des Weiteren offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 8-224955 ein Verfahren, bei welchem eine flüssige Zusammensetzung, welche zwei Arten von kationischen Substanzen mit einer jeweiligen Molekulargewichtsverteilung enthält, mit einer Tinte verwendet wird, welche eine anionische Verbindung enthält. Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 8-72393 offenbart ein Verfahren, bei welchem eine flüssige Zusammensetzung, welche eine kationische Substanz sowie fein gemahlene Cellulose enthält, zusammen mit einer Tinte verwendet wird. In beiden Veröffentlichungen wird gezeigt, dass das erhaltene Bild eine hervorragende Bilddichte, Zeichenqualität, Wasserfestigkeit, Farbreproduzierbarkeit sowie Ausblutungsproblematik aufweist. Des Weiteren offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 55-150396 ein Verfahren, bei welchem mit einer Farbstofftinte auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet wird, und ein die Wasserfestigkeit verbesserndes Mittel, welches mit dem Farbstoff einen Farblack ausbildet, wird dann aufgetragen, um dem aufgezeichneten Bild Wasserfestigkeit zu verleihen.
Stand der Technik (3): Vermischen einer Tinte und einer flüssigen Zusammensetzung, welche feine Teilchen enthält, auf einem Aufzeichnungsmedium;
Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 4-259590 offenbart ein Verfahren, bei welchem zuerst eine farblose Flüssigkeit, welche farblose feine anorganische Teilchen enthält, auf ein Aufzeichnungsmedium aufgetragen wird, und dann wird eine nichtwässrige Aufzeichnungsflüssigkeit aufgetragen. Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 6-92010 offenbart ein Verfahren, bei dem zuerst eine Lösung, welche feine Teilchen oder feine Teilchen und ein Bindepolymer enthält, auf ein Aufzeichnungsmedium aufgetragen wird, und dann wird eine Tinte aufgetragen, welche ein Pigment, ein wasserlösliches Harz, ein wasserlösliches Lösungsmittel sowie Wasser enthält. Des Weiteren offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2000-34432 ein Aufzeichnungsmaterial umfassend eine Tinte und eine flüssige Zusammensetzung, welche wasserunlösliche feine Teilchen umfasst. Es wird erwähnt, dass Bilder mit hervorragender Druckqualität und Farbgebungseigenschaften unabhängig von den Arten der Papierblätter erzielt werden.
EP-A-1 106 658 beschreibt eine flüssige Zusammensetzung, welche eine erste kationische Substanz und eine sich von der ersten kationischen Substanz unterscheidende zweite kationische Substanz enthält, von denen die erste kationische Substanz in der Form von Mikroteilchen bereitgestellt wird, bei denen wenigstens die Oberfläche kationisch ist.
EP-A-1 099 731 bezieht sich auf ein bilderzeugendes Verfahren mit einem Schritt des Umsetzen einer Tinte, welche ein Farbmittel enthält, mit einer flüssigen Zusammensetzung, welche gegenüber dem Farbmittel reaktive Teilchen enthält, auf einem Aufzeichnungsmedium, wobei die Reaktion zwischen dem Farbmittel und den feinen Teilchen in einer Flüssigkeit erfolgt, das Farbmittel auf den Oberflächen der feinen Teilchen adsorbiert wird, während wie in der Tinte der monomolekulare Zustand beibehalten wird, und die feinen Teilchen mit dem Farbmittel auf der Oberfläche miteinander aggregieren.
EP-A-1 099 733 bezieht sich auf eine flüssige Zusammensetzung, welche zur Ausbildung eines gefärbten Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium durch Auftragung einer anionischen oder kationischen wässrigen Tinte, welche ein Farbmittel enthält, verwendet wird, und die flüssige Zusammensetzung enthält darin dispergierte feine Teilchen, und die Oberfläche der feinen Teilchen ist auf eine zu der wässrigen Tinte entgegengesetzte Polarität elektrisch aufgeladen.
JP-A-2000-034432 offenbart ein Aufzeichnungsmaterial, welches eine flüssigen Zusammensetzung, wobei diese Zusammensetzung blasse oder weißliche wasserunlösliche feine Teilchen, ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel und Wasser enthält, sowie eine Tinte enthält, wobei diese Tinte ein Farbmittel, ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel und Wasser enthält.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben verschiedene Tintenstahlaufzeichnungsmethoden, wie sie vorstehend beschrieben wurden, studiert und gefunden, dass dieser Stand der Technik jeweilige technische Probleme effektiv lösen kann, aber manchmal auf Kosten anderer Tintenstrahlaufzeichnungseigenschaften. Zum Beispiel ist es gut bekannt, dass das vorstehend beschriebene Aufzeichnungsmedium, welches durch Beschichten der Oberfläche des Grundpapiers des Aufzeichnungsmedium mit einem Füllstoff und/oder einem Leim (hiernach als gestrichenes Papier bezeichnet) erhalten wird, die Erzeugung hochqualitativer Bilder ermöglicht.
Um ein Bild mit hoher Sättigung zu erzielen, ist es allgemein bekannt, dass das Farbmittel im Zustand einer dünnen, monomolekularen Schicht ohne Aggregation auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums gehalten werden sollte. Die porösen feinen Teilchen auf dem gestrichenen Papier haben solch eine Funktion. Um allerdings Bilder mit sowohl hoher Dichte als auch hoher Sättigung mit einer ein Farbmittel enthaltenden gegebenen Tinte zu erzielen, ist es unabdingbar, dass eine tinteaufnehmende Schicht, welche so dick wie das Papiersubstrat ist, mit einer großen Menge der porösen feinen Teilchen bedeckt ist, was zu einem Verlust der Textur des Grundpapiers führt. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben berücksichtigt, dass solch eine dicke tinteaufnehmende Schicht erforderlich ist, da die Farbsubstanz auf den porösen feinen Teilchen nicht in effektiver Weise adsorbiert wird.
Die folgende Erläuterung erfolgt im Hinblick auf ein gestrichenes Papier mit einer tinteaufnehmenden Schicht. Die 9 veranschaulicht schematisch einen Schnitt eines gestrichenen Papiers in der Nähe von dessen Oberfläche. In der 9 bezeichnen die Bezugszeichen 901 und 903 ein Grundpapier bzw. eine tinteaufnehmende Schicht. Die tinteaufnehmende Schicht 903 umfasst poröse feine Teilchen 905 sowie einen Klebstoff (Bindemittel) 907, um die Teilchen zu immobilisieren. Wenn eine Tinte auf die tinteaufnehmende Schicht 903 aufgetragen wird, dringt die Tinte durch Kapillarwirkung in die Hohlräume zwischen den porösen feinen Teilchen 905 ein, sodass Abschnitte 909 mit eingedrungener Tinte ausgebildet werden. Da, wie es in 9 veranschaulicht ist, die Dichte der porösen feinen Teilchen in der tinteaufnehmenden Schicht lokal variiert, variiert die Art des Eindringens der Tinte durch das Kapillarphänomen lokal. Daher kann das Farbmittel nicht gleichmäßig mit den Oberflächen der porösen feinen Teilchen im Zuge des Eindringens der Tinte in Kontakt treten, sodass das Farbmittel nicht in effektiver Weise durch die porösen feinen Teilchen adsorbiert wird.
Des Weiteren wird ein Eindringen der Tinte teilweise durch den Klebstoff 907 behindert, und somit weist die tinteaufnehmende Schicht 903 Abschnitte auf, in welche die Tinte nicht eindringen kann und welche zur Färbung nicht beitragen können. Aus diesen Gründen ist die Adsorption des Farbmittels im monomolekularen Zustand durch die feinen Teilchen verglichen mit der Teilchenmenge bei dem herkömmlichen gestrichenen Papier nicht effizient. Im Ergebnis ist eine große Menge der porösen feinen Teilchen erforderlich, um eine hohe Bildqualität zu erzielen, was die Textur des Grundpapiers beeinträchtigt.
Des Weiteren haben die Erfinder gefunden, dass, obwohl der vorstehende Stand der Technik (1) die Fixiereigenschaften der Tinte auf einem Aufzeichnungsmedium verbessern kann, dieser manchmal eine Verringerung der Bilddichte oder eine Verkleinerung des Bereichs der Farbreproduktion hervorrufen kann, was beim Aufzeichnen auf ungestrichenem Papier sowie beim Aufzeichnen eines Farbbildes ein wichtiger Faktor ist. Des Weiteren haben die Erfinder gefunden, dass der vorstehend beschriebene Stand der Technik (2) eine aufgezeichnete Substanz mit hoher Bilddichte liefern kann, da das Farbmittel in der Tinte auf der Oberfläche eines Aufzeichnungsmedium gehalten wird, aber manchmal können ein ausreichender Bereich der Farbreproduktion sowie Buntheit nicht erzielt werden, vermutlich auf Grund der Agglomeration des Farbmittels auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums. Zudem werden mittels des vorstehend beschriebenen Stands der Technik (3) die Bedingungen der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums durch Auftragen einer die feinen Teilchen enthaltenden Lösung verbessert, aber Bilder mit der gleichen Genauigkeit und feinen Farbe wie jene, welche auf einem gestrichenen Papier ausgebildet werden, können nicht erreicht werden. Schließlich gibt es insbesondere bezüglich einer nichtwässrigen Aufzeichnungsflüssigkeit Beschränkungen hinsichtlich der Auswahl der Farbmittel sowie der Aufzeichnungsverfahren. Somit gibt es ein Problem hinsichtlich des Freiheitsgrades der Auswahl.
Wie vorstehend erwähnt weist jedes herkömmliche Verfahren immer noch ein bestimmtes zu lösendes Problem auf. Somit haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Notwenigkeit zur Entwicklung neuer Tintenstrahlaufzeichnungsmethoden erkannt, um eine Tintenstrahlaufzeichnung mit einem höheren Qualitätsniveau zu erzielen, als heutzutage verlangt wird. Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage solch einer Erkenntnis gemacht worden.
Basierend auf der vorstehend beschriebenen Erkenntnis haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass, wenn eine Tinte, welche ein Farbmittel und eine flüssige Dispersion von feinen Teilchen enthält, welche das Farbmittel adsorbieren können, beide im flüssigen Zustand für eine effektive Adsorption des Farbmittels auf den Teilchen eingesetzt werden, sowohl die Dichte als auch die Farbsättigung des resultierenden Bildes verbessert werden, was zu der vorliegenden Erfindung geführt hat.
Dementsprechend zielt diese Erfindung darauf ab, ein Verfahren zum Messen einer flüssigen Zusammensetzung bereitzustellen, welche eine Tintenstrahlaufzeichnung mit hoher Qualität und insbesondere hervorragender Farbeigenschaft liefern kann. Zudem zielt die Erfindung darauf ab, eine flüssige Zusammensetzung bereitzustellen, welche zur Erzielung einer hochqualitativen Tintenstrahlaufzeichnung mit einem breiteren Bereich der Farbreproduktion und einer hervorragenden Farbgleichmäßigkeit eingesetzt wird.
Des Weiteren zielt diese Erfindung darauf ab, ein Verfahren zur Ausbildung eines Farbabschnitts auf einem Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, welches selbst auf einem ungestrichenen Papier eine hervorragende Tintenstrahlaufzeichnung mit einem breiten Bereich der Farbreproduktion, hervorragender Farbgleichmäßigkeit, in ausgefüllten Bereichen mit geringerer streifenartiger Unregelmäßigkeit sowie guter Abriebfestigkeit erzeugen kann.
Darüber hinaus zielt diese Erfindung darauf ab, eine flüssige Zusammensetzung, einen mit der flüssigen Zusammensetzungen kombinierten Tintensatz sowie ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitzustellen, welche eine hervorragende Tintenstrahlaufzeichnung mit einem breiteren Bereich der Farbreproduktion, einer hervorragenden Farbgleichmäßigkeit, einer gut unterdrückten streifenartigen Unregelmäßigkeit in ausgefüllten Bereichen sowie guter Abriebfestigkeit erzeugen können.
Außerdem zielt diese Erfindung darauf ab, eine flüssige Zusammensetzung mit hervorragender Lagerungsstabilität sowie Tintenstrahlaufzeichnungseigenschaften wie etwa Ausstoßstabilität von einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf bereitzustellen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine flüssige Zusammensetzung bereitgestellt, welche ein Lösungsmittel und feine anionische oder kationische Aluminiumoxidhydratteilchen umfasst, welche gealtert wurden und Poren mit einem maximalen Radius im Bereich von 2 nm bis 12 nm sowie ein Gesamtvolumen von ≥ 0,3 ml/g aufweisen, wobei die Teilchen mit einem Farbmittel in einer Tinte reagieren, wobei die Aluminiumoxidhydratteilchen derart sind, dass Agglomerate, welche aus den Teilchen durch die folgenden Schritte gebildet werden:

(a) Verdampfen des Lösungsmittels der flüssigen Zusammensetzung bei 120°C für 10 Stunden an der Atmosphäre und Trocknen der flüssigen Zusammensetzung;
(b) Tempern der getrockneten flüssigen Zusammensetzung, welche aus dem Vorbehandlungsschritt (a) resultiert, bei 700°C für 3 Stunden nach Erhöhen der Temperatur von 120°C auf 700°C über eine Stunde; und
(c) allmähliches Abkühlen des aus dem Vorbehandlungsschritt (b) resultierenden getemperten Produkts auf Raumtemperatur und pulverisieren des getemperten Produkts durch Zermalen in einem Achatmörser;

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintesatz bereitgestellt, welcher unabhängig eine Tinte und eine flüssige Zusammensetzung umfasst, wobei die Tinte ein Farbmittel enthält und die flüssige Zusammensetzung feine Teilchen enthält, welche mit dem Farbmittel reagieren, wobei die flüssige Zusammensetzung die vorstehend definierte ist.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Erzeugung eines Farbabschnitts auf einem Aufzeichnungsmedium bereitgestellt, mit den Schritten:

(i) Auftragen einer Tinte, welche ein Farbmittel enthält, auf ein Aufzeichnungsmedium; und
(ii) Auftragen einer flüssigen Zusammensetzung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, auf das Aufzeichnungsmedium.

Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitgestellt, welches eine erste Aufzeichnungseinheit und eine zweite Aufzeichnungseinheit umfasst, wobei die erste Aufzeichnungseinheit mit einem Tintenbehälter, welcher eine Tinte enthält, die ein Farbmittel umfasst, und einem Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen der Tinte versehen ist, und wobei die zweite Aufzeichnungseinheit mit einem Behälter für eine flüssige Zusammensetzung, welcher die vorstehend definierte flüssige Zusammensetzung enthält, und einem Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen der flüssigen Zusammensetzung versehen ist.
Gemäß noch einem weitere Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitgestellt, welches einen Tintenbehälter, der eine Tinte enthält, die ein Farbmittel umfasst, und einen Behälter für eine flüssige Zusammensetzung, der die vorstehend definierte flüssige Zusammensetzung enthält, sowie einen Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen der Tinte bzw. der flüssigen Zusammensetzung umfasst.
In dieser Anmeldung bedeutet "Reaktion zwischen dem Farbmittel und den feinen Teilchen" Interaktionen zwischen ihnen einschließlich einer kovalenten Bindung, einer ionischen Bindung, einer physikalischen und chemischen Adsorption, einer Absorption sowie einer Adhäsion.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die 1 ist eine teilweise geöffnete Perspektivansicht, welche schematisch ein Tintenstrahldruckgerät gemäß der Erfindung zeigt;
die 2 ist eine schematische Perspektivansicht einer Kopfkartusche in 1;
die 3 ist eine perspektivische Teilansicht, welche schematisch den Aufbau eines tintenausstoßenden Teils der Kopfkartusche in 1 zeigt;
die 4A, 4B, 4C und 4D veranschaulichen schematisch einen Wischvorgang des Tintenstrahldruckgeräts in 1: die 4A zeigt die Bewegung der jeweiligen Köpfe von dem Druckbereich in die Grundposition sowie das Anheben des Blatts für Tinte; die 4B zeigt ein Wischen der Druckköpfe; die 4C zeigt ein Wischen eines die flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopfes; und die 4D zeigt ein Absenken der Blätter;
die 5A, 5B, 5C und 5D veranschaulichen schematisch einen Wischvorgang des Tintenstrahldruckgeräts in 1: die 5A zeigt das Anheben der jeweiligen Blätter; die 5B zeigt die Bewegung der jeweiligen Köpfe aus der Grundposition in Richtung des Druckbereichs sowie ein Wischen; die 5C zeigt ein Absenken des Blatts für die flüssige Zusammensetzung sowie ein Wischen der Druckköpfe; und die 5D zeigt ein Absenken des Blatts für Tinte;
die 6A, 6B, 6C und 6D veranschaulichen schematisch einen Wischvorgang des Tintenstrahldruckkopfes in 1: die 6A zeigt ein Anheben des Blatts für Tinte; die 6B zeigt eine Bewegung der jeweiligen Köpfe aus der Grundposition zu dem Druckbereich sowie ein Wischen der Druckköpfe; die 6C zeigt eine Bewegung der jeweiligen Köpfe in die Grundposition aus dem Druckbereich, ein Warten auf das Blatt für Tinte sowie ein Anheben des Blatts für die flüssige Zusammensetzung; und die 6D zeigt eine Bewegung der jeweiligen Köpfe zu der Grundposition und ein Wischen des die flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopfes;
die 7 veranschaulicht schematisch ein Abfalltinte zurückgewinnendes System des Tintenstrahldruckkopfes in 1;
die 8 veranschaulicht schematisch ein gegenüber 7 teilweise modifiziertes Abfallflüssigkeit zurückgewinnendes System;
die 9 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche den Zustand eines gefärbten Abschnitts veranschaulicht, wenn auf einem gestrichenen Papier tintenstrahlaufgezeichnet wird;
die 10 ist eine Aufrissansicht, welche eine Aufführungsform einer Tintenkartusche gemäß der Erfindung zeigt;
die 11 ist eine Aufrissansicht eines Aufzeichnungskopfes, in welchen die Tintenkartusche der 10 eingesetzt ist;
die 12 ist eine Aufrissansicht, welche eine Ausführungsform einer Aufzeichnungseinheit gemäß der Erfindung zeigt;
die 13 zeigt eine schematische Querschnittsansicht, welche den Zustand der gefärbten Abschnitte eines Tintenstrahlbildes gemäß der Erfindung zeigt;
die 14A, 14B, 14C und 14D sind Aufrisse eines Vorgangs, welche den Vorgang des Erzeugens der gefärbten Abschnitte eines Tintenstrahlbildes gemäß der Erfindung veranschaulichen;
die 15 ist eine Perspektivansicht einer Aufzeichnungseinheit;
die 16 ist eine teilweise aufgebrochene Perspektivansicht, welche schematisch eine Ausführungsform eines Tintenstrahldruckgeräts gemäß der Erfindung zeigt;
die 17A, 17B, 17C, 17D, 17E und 17F veranschaulichen schematisch einen Wischvorgang des Tintenstrahldruckgeräts in 16: die 17A zeigt ein Anheben des Blatts für eine Tinte; die 17B zeigt ein Wischen von Druckköpfen; die 17C zeigt ein Absenken des Blatts für Tinte; die 17D zeigt ein Anheben beider Blätter, nachdem eine flüssige Zusammensetzung auf eine geeignete Position aufgetragen wurde; die 17E zeigt ein Wischen des Kopfes für die flüssige Zusammensetzung und des Kopfes für die zweite schwarze Tinte; und die 17F zeigt ein Absenken beider Blätter;
die 18 ist eine schematische Perspektivansicht, welche ein Tintenstrahldruckgerät gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
die 19 veranschaulicht schematisch den Mechanismus zum Wischen und einen Wischvorgang des Tintenstrahldruckgeräts in 18;
die 20 zeigt die Fläche der Ausstoßöffnung eines Tintenstrahlkopfes in der Ausführungsform der 18, an welcher eine Mischung aus einer flüssigen Zusammensetzung und Tinten anhaftet;
die 21A und 21B sind die Frontansicht bzw. die Seitenansicht des in 19 gezeigten Mechanismus;
die 22A, 22B, 22C und 22D veranschaulichen den Wischvorgang der Ausführungsform der 19; und
die 23A, 23B und 23C veranschaulichen den Wischvorgang der Ausführungsform der 19.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben einen Tintenstrahlaufzeichnungsvorgang untersucht, welcher einen Schritt des Inkontaktbringens einer flüssigen Zusammensetzung, welche feine Teilchen enthält, die Farbmittel in einer Tinte adsorbieren, mit der Tinte im flüssigen Zustand umfasst, in einem Versuch, die Farbeigenschaften eines mit einem Tintenstrahldrucker erzeugten Bildes weiter zu verbessern.
Während des Fortschreitens der Untersuchung haben die Erfinder erkannt, dass die Farbeigenschaften des Bildes umso stärker verbessert werden, je mehr der Durchmesser der feinen Teilchen in der flüssigen Zusammensetzung zunimmt. Im weiteren Verlauf der Untersuchung haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung allerdings die Tatsache erkannt, dass es einen Fall gibt, in welchem ein Bild mit hervorragenden Farbeigenschaften erzielt wird, obwohl der Durchmesser der feinen Teilchen klein ist, und die Tatsache deutet an, dass die vorstehend erwähnte Erkenntnis nicht immer richtig ist. Dann haben die Erfinder des Weiteren verschiedene Experimente durchgeführt, und im Ergebnis davon haben die Erfinder geschlossen, dass agglomerierte feine Teilchen, hiernach "Agglomerate", welche aus den feinen Teilchen gebildet sind, welche in der flüssigen Zusammensetzung an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums dispergiert sind, weitreichend zu den Farbeigenschaften des Bildes beitragen. Spezieller wird von den physikalischen Eigenschaften der Agglomerate wie etwa dem Durchmesser der Poren der Agglomerate (Porendurchmesser) sowie dem Volumen der Poren der Agglomerate (Porenvolumen) angenommen, dass sie zu den Farbeigenschaften des Bildes in enger Beziehung stehen. Die Erfinder haben versucht, die Eigenschaften der Agglomerate zu bestimmten, welche ein Bild mit hervorragenden Farbeigenschaften liefern. Die Erfinder haben angenommen, dass die Farbeigenschaften des Bildes stark von den physikalischen Eigenschaften der Poren in den aus der flüssigen Zusammensetzung erzeugten Agglomeraten abhängen. Auf der Grundlage dieser Annahme haben die Erfinder verschiedene Experimente durchgeführt und schließlich gefunden, dass die physikalischen Eigenschaften von Agglomeraten, welche durch Bearbeitung der flüssigen Zusammensetzung auf eine bestimmte Weise erhalten werden, eine starke Korrelation zu den Farbeigenschaften des Bildes aufweisen. Die vorliegende Erfindung ist basierend auf den vorstehend erwähnten Bemühungen gemacht worden.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter spezieller Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben.
Die bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zur Ausbildung eines Farbabschnitts auf dem Aufzeichnungsmediums weist die Schritte (i) des Auftragens der das Farbmittel enthaltenden Tinte und (i) des Auftragens der flüssigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung auf das Aufzeichnungsmedium auf, wobei die Tinte und die flüssige Zusammensetzung so aufgetragen werden, dass sie auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums im flüssigen Zustand miteinander in Kontakt treten. Durch Einsatz solch einer Ausführungsform kann ein durch Tintenstrahlen aufgezeichnetes Produkt mit einem breiteren Bereich der Farbreproduzierbarkeit, einer hervorragenden Farbgleichmäßigkeit, geringerer streifenartiger Unregelmäßigkeit in einem ausgefüllten Teil sowie guter Abriebfestigkeit in stabiler Weise erzielt werden.
Eine weitere Ausführungsform des Tintensatzes gemäß der vorliegenden Erfindung, welcher die vorstehend beschriebene Aufgabe lösen kann, ist eine Kombination aus einer Tinte, welche ein Farbmittel enthält, mit einer flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung. Durch Verwendung solch eines Tintensatzes kann man in stabiler Weise eine Tintenstrahlaufzeichnung mit einem breiteren Bereich der Farbreproduktion, einer hervorragenden Farbgleichmäßigkeit, geringerer streifenartiger Unregelmäßigkeit in einem ausgefüllten Teil sowie guter Abriebfestigkeit erzielen. Wie vorstehend beschrieben weisen die Tinte und die flüssige Zusammensetzung selber zusätzlich sehr einfache Ausgestaltungen auf, und daher haben sie eine gute Lagerungsstabilität, was zu der Wirkung führt, dass eine Bilderzeugung in stabiler Weise erfolgen kann, was eine Tintenstrahlaufzeichnung mit hervorragender Qualität ergibt.
Es ist nicht bekannt, warum die vorliegende Erfindung die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Wirkungen erzielen kann. Die Erfinder nehmen das Folgende an. Die Erfinder haben den Mechanismus der Erzeugung eines Aggregats aus feinen Teilchen an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums studiert, wenn die Tinte und die flüssige Zusammensetzung auf dem Aufzeichnungsmediums vermischt werden. Im Ergebnis wurde gefunden, dass, wenn feine Teilchen wie vorstehend beschrieben aggregieren, in dem Aggregat entsprechend den physikalischen Eigenschaften der flüssigen Zusammensetzung Poren ausgebildet werden, und wenn diese Poren eine bestimmte Größe haben, wird das Farbmittel um die Öffnung der Poren herum sowie im Inneren der Poren adsorbiert, was eine stärkere Verbesserung der Färbung hervorruft.
Um den Mechanismus spezieller zu erläutern, wird der Aufzeichnungsmechanismus der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 13 sowie die 14A bis 14D beschrieben. Hier wird ein Fall beschrieben, bei dem eine Tinte auf Wasserbasis, welche einen wasserlöslichen anionischen Farbstoff mit einer anionischen Gruppe enthält, sowie eine flüssige Zusammensetzung auf Wasserbasis, welche feine Teilchen mit kationisch aufgeladener Oberfläche in Dispersion enthält, eingesetzt werden.
Zuerst wird ein aufgezeichnetes Bild gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 13 beschrieben.
Davor müssen Begriffe definiert werden. Der hier verwendete Begriff "monomolekularer Zustand" bedeutet, dass ein Farbmittel wie etwa ein Farbstoff oder ein Pigment in einer Tinte gelöst oder dispergiert ist. Wenn das Farbmittel ein wenig aggregiert, wird der Zustand "monomolekular" genannt, solange die Sättigung des erzeugten Bildes nicht verringert wird. Da der monomolekulare Zustand für Farbstoffe bevorzugt ist, wird zur Einfachheit solch ein Zustand bei von Farbstoffen verschiedenen Farbmitteln als "monomolekularer Zustand" bezeichnet.
Die 13 ist eine typische Veranschaulichung eines gefärbten Abschnitts I eines aufgezeichneten Bildes gemäß der vorliegenden Erfindung, welcher einen Hauptbildabschnitt IM sowie seinen peripheren Abschnitt IS umfasst. In der 13 bezeichnet das Bezugszeichen 1301 ein Aufzeichnungsmedium und 1302 Hohlräume zwischen Fasern des Aufzeichnungsmediums. Das Bezugszeichen 1303 bezeichnet in typischer Weise veranschaulichte feine Teilchen, auf welchen ein Farbmittel 1305 chemisch adsorbiert ist. Der Hauptbildabschnitt IM wird durch die feinen Teilchen 1303, auf deren Oberflächen das Farbmittel 1305 im monomolekularen Zustand gleichmäßig adsorbiert worden ist, sowie durch Aggregate 1307 aus den feinen Teilchen gebildet, bei welchen der monomolekulare Zustand des Farbmittels beibehalten wird. Das Bezugszeichen 1309 gibt Aggregate der feinen Teilchen an, welche nahe den Fasern des Aufzeichnungsmediums innerhalb des Hauptbildabschnitts IM vorliegen. Der Hauptbildabschnitt IM wird durch den Schritt einer physikalischen oder chemischen Adsorption der feinen Teilchen 1303 durch die Fasern des Aufzeichnungsmediums sowie den Schritt einer Adsorption des Farbmittels 1305 durch die feinen Teilchen 1303 im Flüssig-Flüssig-Zustand gebildet. Daher werden die Färbungseigenschaften des Farbmittels kaum beeinträchtigt, und selbst auf einem leicht eindringfähigen Aufzeichnungsmedium wie etwa ungestrichenem Papier können Bilder mit hoher Bilddichte und Sättigung mit einem Bereich der Farbreproduktion so breit wie bei gestrichenem Papier erzeugt werden.
Andererseits dringt das freie Farbmittel 1305, welches nicht auf der Oberfläche der feinen Teilchen 1303 adsorbiert ist, sowohl in der Quer- als auch der Längsrichtung in das Aufzeichnungsmedium 1301 ein. Somit wird an dem peripheren Abschnitt IS ein feines Ausfransen der Tinte erzeugt. Da das Farbmittel in der Nähe der Oberfläche des Aufzeichnungsmedium 1301 zurückbleibt und das feine Ausfransen der Tinte im peripheren Abschnitt auftritt, wird es möglich, ein Bild zu erzeugen, welches keinen Schleier und keine Farbunregelmäßigkeit sowie eine hervorragende Farbgleichmäßigkeit aufweist, selbst in einem Bildbereich wie etwa ausgefüllten Abschnitten oder Schattenabschnitten, in welchen eine große Tintenmenge aufgetragen wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn das Aufzeichnungsmedium 1301 für die Tinte und die flüssige Zusammensetzung eindringfähig ist, das Eindringen der Tinte oder der flüssigen Zusammensetzung in das Aufzeichnungsmedium nicht vollständig verhindert, sondern in einem gewissen Ausmaß zugelassen, wie es in 13 gezeigt ist.
Des Weiteren werden mit der flüssigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn eine Agglomeration 1309 aus feinen Teilchen im Oberflächenbereich des Aufzeichnungsmediums gebildet ist, bei der Agglomeration Poren mit einer bestimmten Größe ausgebildet. Wenn das freie Farbmittel 1305 in der Tinte in das Aufzeichnungsmedium eindringt, dringt es in die Poren der Agglomeration 1309 aus den feinen Teilchen ein und haftet um die Öffnung herum und im Inneren der Poren in einem idealen monomolekularen Zustand an, wodurch mehr Farbmittel in dem Oberflächenbereich des Aufzeichnungsmediums gehalten wird, und eine Aufzeichnung mit hervorragender Farbe kann erzielt werden.
Die 14A bis 14D veranschaulichen den Vorgang einer Erzeugung eines gefärbten Abschnitts auf dem Aufzeichnungsmedium gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei eine schematische Querschnittsansicht eines gefärbten Abschnitts 1400 gezeigt wird. In den
14A bis 14D bezeichnet das Bezugzeichen 1401 einen Abschnitt, welcher hauptsächlich ein Reaktionsprodukt aus einer Tinte und einer flüssigen Zusammensetzung enthält, zum Beispiel ein Reaktionsprodukt zwischen einem Farbmittel und feinen Teilchen (hiernach als "Reaktionsabschnitt" bezeichnet), welcher dem Hauptbildabschnitt IM in 13 entspricht. Das Bezugszeichen 1402 bezeichnet einen Abschnitt, welcher durch einen Tintenanteil gebildet wird, welcher nicht mit der flüssigen Zusammensetzung reagiert hat und in die Peripherie des Reaktionsabschnitts 1401 ausgeströmt ist (hiernach als "Tintenausströmabschnitt" bezeichnet), und er entspricht dem peripheren Abschnitt IS in 11. Solch ein gefärbter Abschnitt 1400 wird zum Beispiel auf die folgende Weise erzeugt. In 14A bezeichnet das Bezugszeichen 1405 einen typischen Hohlraum zwischen Fasern eines Aufzeichnungsmediums 1403.
Eine flüssige Zusammensetzung 1406, welche gegenüber dem Farbmittel 1404 reaktiv ist, wird zuerst als ein Tröpfchen auf das Aufzeichnungsmedium 1403 aufgetragen. Im Ergebnis wird ein Reservoir 1407 aus der flüssigen Zusammensetzung ausgebildet (14B). In dem Reservoir 1407 werden feine Teilchen 1409 nahe den Faseroberflächen des Aufzeichnungsmediums auf den Oberflächen der Fasern des Aufzeichnungsmediums physikalisch oder chemisch adsorbiert, und der Dispersionszustand der feinen Teilchen wird instabil, sodass aus den feinen Teilchen selber Aggregate 1411 gebildet werden, während die von den Fasern getrennten feinen Teilchen 1409 in dem Reservoir 1407 im ursprünglichen dispergierten Zustand vorliegen.
Dann wird eine Tinte 1413 als ein Tröpfchen auf das Aufzeichnungsmedium 1403 aufgetragen (14B). Im Ergebnis wird das Farbmittel 1404 durch die feinen Teilchen 1409 an der Grenzfläche zwischen der Tinte 1413 und dem Reservoir 1407 chemisch adsorbiert. Da diese Reaktion eine Reaktion zwischen Flüssigkeiten ist (Flüssig-Flüssig-Reaktion), wird es so gesehen, dass das Farbmittel 1404 gleichmäßig in einem monomolekularen Zustand auf den Oberflächen der feinen Teilchen 1409 adsorbiert ist (14C). Spezieller wird es so gesehen, dass das Farbmittel selber in der Nähe der Oberflächen der feinen Teilchen nicht aggregieren würde, oder, wenn überhaupt, die Agglomeration sehr gering wäre. Im Ergebnis wird eine große Anzahl an feinen Teilchen, welche das Farbmittel 1404 im monomolekularen Zustand adsorbieren, auf der Oberfläche des Reaktionsabschnitts 1401 erzeugt, und das Farbmittel verbleibt in dem Bereich der Oberfläche, welcher die Färbung am meisten beeinflusst, im monomolekularen Zustand. Dadurch kann ein aufgezeichnetes Bild mit hoher Bilddichte und Sättigung erzeugt werden.
Dann wird es so gesehen, dass die feinen Teilchen, welche das Farbmittel adsorbieren, dann selber aggregieren, wenn der Dispersionszustand instabil wird (14C). Im Ergebnis halten die erzeugten Aggregate 1415 das Farbmittel in ihrem Inneren im monomolekularen Zustand, sodass ein aufgezeichnetes Bild mit hoher Bilddichte und Sättigung erzeugt wird.
Des Weiteren diffundiert ein Teil des nicht umgesetzten Farbmittels 1404 in das Reservoir 1407, sodass es auf den Oberflächen der nicht umgesetzten feinen Teilchen 1409 adsorbiert wird. Wie vorstehend beschrieben schreitet die Reaktion in dem Reservoir 1407 weiter voran, sodass ein Bild mit noch einer höheren Bilddichte und Sättigung erzeugt wird. Es wird so gesehen, dass die auf den Oberflächen von Fasern des Aufzeichnungsmediums ausgebildeten Aggregate 1411 aus den feinen Teilchen das Eindringen der flüssigen Phase in dem Reservoir 1407 in das Aufzeichnungsmedium verhindern. Im Ergebnis liegen in dem Reservoir 1407 mehr Farbmittel und feine Teilchen vor, sodass die Wahrscheinlichkeit eines Kontaktes des Farbmittels 1404 mit den feinen Teilchen 1409 vergrößert wird, und die Reaktion läuft gleichmäßig und ausreichend ab, sodass ein Bild mit größerer Gleichmäßigkeit mit hoher Bilddichte und Sättigung erzeugt wird.
Wenn die flüssige Zusammensetzung 1406 auf das Aufzeichnungsmedium 1403 (14A) aufgetragen wird oder die Tinte 1413 auf das Reservoir 1407 aufgetragen wird (14B), können Veränderungen im Dispersionsmedium auftreten und den Dispersionszustand der feinen Teilchen 1409 instabil machen, sodass einige der feinen Teilchen 1409 aggregieren können, bevor das Farbmittel 1404 darauf adsorbiert wird. Der hier verwendete Begriff "Veränderungen im Dispersionsmedium" bedeutet Änderungen, welche im Allgemeinen beobachtet werden, wenn eine Flüssigkeit mit anderen Flüssigkeiten oder Substanzen vermischt wird, Veränderungen in den physikalischen Eigenschaften wie etwa dem pH, der Feststoffkonzentration, der Lösungsmittelzusammensetzung sowie einer Konzentration von gelösten Ionen in der flüssigen Phase. Es wird so gesehen, dass, wenn die flüssige Zusammensetzung mit dem Aufzeichnungsmedium oder der Tinte in Kontakt tritt, diese Veränderungen schnell und in komplexer Weise auftreten, sodass die Dispersionsstabilität der feinen Teilchen aufgebrochen wird und die Aggregate erzeugt werden.
Es wird so gesehen, dass diese Aggregate dazu dienen, die Hohlräume der Fasern aufzufüllen und mehr feine Teilchen mit adsorbiertem Farbmittel in dem Oberflächenbereich des Aufzeichnungsmediums zu halten. Von diesen Aggregaten, welche in dem Reservoir 1407 ausgebildet sind, gibt es jene, welche auf dem Aufzeichnungsmedium adsorbiert sind, und jene, welche in der flüssigen Phase suspendiert sind (mit Mobilität). Jene mit Mobilität können das Farbmittel auf ihren Oberflächen auf die gleiche Weise wie die vorstehend beschrieben Teilchen im monomolekularen Zustand adsorbieren, um größere Aggregate auszubilden, welche zur Verstärkung der Färbung beitragen. Es wird angenommen, dass die Aggregate beim Eindringen der flüssigen Phase entlang der Fasern sich zusammen mit der flüssigen Phase bewegen, sodass sie die Hohlräume ausfüllen, sodass die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums geglättet wird, wodurch zu einer Ausbildung eines Bildes mit einer gleichmäßigeren und hohen Bilddichte beigetragen wird.
Der Grund, warum durch die vorliegende Erfindung eine starke Färbung des Bildes, wie sie später angegeben wird, erzielt wird, wird darin gesehen, dass das Farbmittel im monomolekularen Zustand auf den feinen Teilchen oder auf deren Aggregaten adsorbiert wird, sodass es in der Nähe der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums zurückbleibt. Zudem wird die Festigkeit der erzeugten Bilder vergrößert, da die feinen Teilchen mit dem im monomolekularen Zustand adsorbierten Farbmittel fixiert auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums zurückbleiben.
Obwohl in der vorstehenden Erläuterung die flüssige Zusammensetzung und die Tinte in dieser Reihenfolge auf das Aufzeichnungsmedium aufgetragen werden, ist im Übrigen ihre Auftragungsreihenfolge auf das Aufzeichnungsmediums nicht darauf beschränkt, sofern eine Flüssig-Flüssig-Vermischung von ihnen auftritt. Daher kann die Auftragung in der Reihenfolge der Tinte und dann der flüssigen Zusammensetzung erfolgen. Wie es in 14B veranschaulicht ist, wird für wenigstens einen Teil der feinen Teilchen in der auf das Aufzeichnungsmedium aufgetragenen flüssigen Zusammensetzung angenommen, dass sie in das Innere des Aufzeichnungsmediums eindringen, wenn das flüssige Medium in das Aufzeichnungsmedium eindringt.
Wie es in 14D veranschaulicht ist, ist es indessen zudem möglich anzunehmen, dass bei diesem Eindringvorgang das Farbmittel durch die bereits in das Aufzeichnungsmedium eingedrungenen feinen Teilchen adsorbiert wird. Wie vorstehend beschrieben wird angenommen, dass die feinen Teilchen, auf welchen das Farbmittel im monomolekularen Zustand adsorbiert oder gebunden worden ist, in dem Aufzeichnungsmedium zu der Verbesserung der Färbungsfähigkeit beitragen. Ferner wird es so gesehen, dass die Fixiereignung durch solch ein Eindringen des flüssigen Mediums ebenfalls verbessert wird.
Zusätzlich werden durch Verwendung der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, wenn das Aggregat 1411 aus den feinen Teilchen auf oder in der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums ausgebildet ist, im Inneren des Aggregats Poren mit einer bestimmten Größe ausgebildet. Das Farbmittel 1404, welches nicht an den feinen Teilchen 1409 in dem Reservoir 1407 adsorbiert ist, dringt in das Aufzeichnungsmedium ein, und einiges von dem 1404 dringt zusammen mit der Lösungsmittelkomponente durch die Poren hindurch, sodass es in das Innere des Aggregats 1411 eindringt. Hierbei wird das Farbmittel 1404 in der Nähe der Öffnungen und an den Innenwänden der Poren in dem Aggregat adsorbiert, und nur das Lösungsmittel dringt in das Innere des Aufzeichnungsmediums ein. Somit kann eine viel größere Menge des Farbmittels an der Oberfläche und dem Inneren des Aggregats 1411 aus den feinen Teilchen adsorbiert werden, sodass es in dem Oberflächenbereich des Aufzeichnungsmediums zurückbleibt. Wenn das Farbmittel 1404 zusätzlich ein Farbstoff ist, aggregiert das an das Innere der Poren adsorbierte Farbmittel 1404 kaum und bildet einen idealen monomolekularen Zustand, da ein Durchmesser der Poren des Aggregats 1411 ein- bis mehrmals so groß wie die Molekülgröße des Farbmittels 1404 in der Tinte ist. Dies trägt stark zu einer weiteren Verbesserung der Färbung bei, und Aufzeichnungen mit einem breiteren Bereich der Farbreproduktion können erhalten werden.
Wie vorstehend beschrieben haben die Erfinder gewusst, dass die Größe der Poren in dem Aggregat 1411, welches ausgebildet wird, wenn die feinen Teilchen 1409 in der flüssigen Zusammensetzung auf dem Aufzeichnungsmedium aggregieren, im engen Zusammenhang mit einer weiteren Verbesserung der Färbung der Tinte steht. Die Erfinder haben gefunden, dass die physikalischen Eigenschaften des Aggregats 1411 nicht nur durch die feinen Teilchen in der flüssigen Zusammensetzung, sondern zudem durch die Lösungsmittelzusammensetzung beeinflusst werden. Es wurde zudem gefunden, dass, wenn das Aggregat aus feinen Teilchen in der flüssigen Zusammensetzung besteht, das Volumen der Poren mit einem Radius in einem bestimmten Bereich sehr stark mit der Fähigkeit korreliert, auf dem Aufzeichnungsmedium ein hochqualitatives Bild zu erzeugen.
Zusätzlich werden in der vorliegenden Erfindung die feinen Teilchen und das Farbmittel in der flüssigen Phase auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums umgesetzt. Wenn somit das Farbmittel anionisch ist, adsorbiert es in sehr effizienter Weise an der Oberfläche der kationischen feinen Teilchen. Um die Adsorption des Farbmittels in dem gleichen Ausmaß wie jenem der vorliegenden Erfindung mit einem gestrichenen Papier für Tintenstrahlaufzeichnen zu erzielen, ist eine große Menge der kationischen porösen feinen Teilchen erforderlich, d. h. die tinteaufnehmende Schicht, die so dick ist, dass sie das Grundpapier bedeckt, ist unabdingbar, sodass die Textur des Grundpapiers verschlechtert wird. Andererseits kann die Menge der feinen Teilchen, welche die flüssige Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung bilden, so gering sein, dass die Textur des Aufzeichnungsmediums nicht verschlechtert wird. Im Ergebnis ist es möglich, ein Bild zu erzeugen, bei welchem die Textur des gedruckten Teils kongruent zu jener des nicht bedruckten Teils ist.
Des Weiteren kann entsprechend des vorstehend beschriebenen Stands der Technik (1) die auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums zurückbleibende Menge des Farbmittels nicht ausreichend sein, und entsprechend dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik (2) agglomeriert das Farbmittel auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums, selbst wenn die auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums zurückbleibende Menge des Farbmittels ausreichend ist. Im Gegensatz dazu verbleibt gemäß der vorliegenden Erfindung das an der Oberfläche der feinen Teilchen adsorbierte Farbmittel zusammen mit den feinen Teilchen auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums unter Beibehaltung des monomolekularen Zustands. Somit kann ein Bild mit hoher Färbung erhalten werden.
Die vorliegende Erfindung scheint zu dem Stand der Technik (3) dahingehend ähnlich zu sein, dass das Bild durch Auftragen einer Tinte und einer flüssigen Zusammensetzung, welche feine Teilchen enthält, auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums erzeugt wird. Allerdings wird in der vorliegenden Erfindung die flüssige Zusammensetzung in positiver Weise mit dem Farbmittel unter Verwendung der feinen Teilchen in der flüssigen Zusammensetzung als ein Mittel, um ein Verkleben des Farbmittels (Lack) zu verhindern, umgesetzt. Andererseits zielt im Stand der Technik (3) das Auftragen einer Lösung, welche feine Teilchen enthält, auf eine Modifizierung der Oberflächeneigenschaft des Aufzeichnungsmediums ab, und das Konzept einer chemischen Reaktion zwischen den feinen Teilchen und dem Farbmittel in der Tinte, wobei diese zueinander unterschiedliche Polaritäten aufweisen, wird nicht offenbart. Auch der Unterschied der Bildqualität der Aufgezeichnungen entsprechend der vorliegenden Erfindung sowie dem Stand der Technik ist offensichtlich, vermutlich aufgrund des unterschiedlichen Mechanismus.
Das Verfahren zum Messen der flüssigen Zusammensetzung, welches für die vorliegende Erfindung kennzeichnend ist, wird nachstehend detailliert beschrieben, ebenso wie die Tinte und die flüssige Zusammensetzung.
Zuerst wird eine kationische Tinte oder eine anionische Tinte in der vorliegenden Spezifikation definiert. Wenn die ionischen Eigenschaften einer Tinte erwähnt werden, ist es in der Technik gut bekannt, dass die Tinte selber nicht aufgeladen, sondern neutral ist. Der Begriff "anionische Tinte" oder "kationische Tinte", wie er hier verwendet wird, bedeutet, dass eine Komponente der Tinte, z. B. ein Farbmittel, eine anionische oder kationische Gruppe aufweist oder ihre Oberfläche mit einer Verbindung mit einer anionischen oder kationischen Gruppe behandelt worden ist, wobei die Gruppen so eingestellt sind, dass sie sich in der Tinte wie eine anionische oder kationische Gruppe verhalten. Das Gleiche gilt hinsichtlich der anionischen oder kationischen flüssigen Zusammensetzung.
<Verfahren zum Messen der flüssigen Zusammensetzung>
Das Verfahren zum Messen der flüssigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Poren mit einem Radius innerhalb eines festgelegten Bereichs in dem Agglomerat bestimmt wird, wobei das Agglomerat aus den feinen Teilchen in der flüssigen Zusammensetzung besteht, welche wenigstens die feinen Teilchen und ein Lösungsmittel umfasst. Zuerst wird beim Messen der physikalischen Eigenschaften dieser Poren die flüssige Zusammensetzung in den folgenden Schritten vorbehandelt:

(1) Die vorstehend beschriebene flüssige Zusammensetzung wird in einer Atmosphärenumgebung bei 120°C für zehn Stunden getrocknet, um nahezu das gesamte Lösungsmittel zu verdampfen;
(2) dann wird die Temperatur von 120°C auf 700°C für eine Stunde und anschließend dann auf 700°C für drei Stunden zum Tempern erhöht;
(3) dann wird die Temperatur des wie vorstehend beschrieben getemperten Produkts allmählich auf Normaltemperatur abgesenkt, und das Produkt wird pulverisiert.

Diese Vorbehandlung dient zur Ausbildung des Agglomerats aus den feinen Teilchen aus der flüssigen Zusammensetzung durch Trocknen, um das Lösungsmittel durch Tempern vollständig zu entfernen, um so die Poren in dem Agglomerat als Porenraum zu entleeren.
Die Größe der Poren des Agglomerats, welche in der vorliegenden Erfindung zu messen sind, das Volumen der Poren mit einem Radius im Bereich von 3 nm bis 30 nm. Es ist nicht klar, warum zwischen dem Volumen der Poren in diesem Bereich und der Bildqualität eine starke Korrelation beobachtet wird, aber vermutlich, weil bei den Poren mit einem kleineren Radius als in diesen Bereich ein Eindringen des Farbmittels und der Lösungsmittelkomponente in das Agglomerat deutlich absinkt, sodass das von den Poren absorbierte Farbmittel nicht wesentlich zu einer Verbesserung der Färbung beiträgt. Andererseits kann bei Poren, welche größer als dieser Bereich sind, leicht ein Eindringen des Farbmittels und der Lösungsmittelkomponente auftreten. Allerdings kann es schwierig sein, dass das Farbmittel um die Öffnung herum und an der Innenwand der Pore adsorbiert wird, um an einer Lichtabsorption aufgrund der Lichtstreuung der Poren selber teilzunehmen, was im Gegenzug eine Verringerung der Färbung hervorruft.
Infolgedessen ist ein Messen sowohl des Volumens der Poren mit einem Radius im Bereich von 3 nm bis 30 nm als auch des Volumens von Poren mit einem Radius von größer als 30 nm wirksam, um die Färbungsfähigkeit bei der Bilderzeugung zu bestimmen. Als das Verfahren zum Messen der physikalischen Eigenschaften dieser Poren in diesen Bereichen ist das Verfahren, welches das Verfahren der Stickstoffadsorption und -desorption einsetzt, am meisten bevorzugt. Der Radius der Poren sowie das Volumen der Poren kann durch das Verfahren von Barrett et al. (J. Am. Chem. Soc. Bd. 73, 373, 1951) ermittelt werden. Die vorbehandelte Probe wird unter Vakuum bei 120°C für 8 Stunden entgast, und dann erfolgt die Bestimmung. Mehr bevorzugt wird das Volumen der Poren mit einem Radius im Bereich von 3 nm bis 20 nm sowie das Volumen von jenen mit einem Durchmesser von größer als 20 nm bestimmt. Diese Bereiche sind bevorzugt, wenn das Farbmittel ein Farbstoff ist, um auf eine weitere Verbesserung der Färbung abzuzielen.
<Flüssige Zusammensetzung>
Die flüssige Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben.
– Radius und Volumen der Poren des Agglomerats –
Wie vorstehend beschrieben reicht unter dem Gesichtspunkt eines schnellen Eindringens und einer Adsorption des Farbmittels um die Öffnung herum sowie an der Innenwand der Poren und im Hinblick darauf, eine Agglomeration des Farbmittels im Inneren der Poren zu verhindern, der Radius der Poren des Agglomerats bevorzugt von 3 nm bis 30 nm. Gleichzeitig ist, damit das Farbmittel in dem Agglomerat in einer Menge aufgenommen wird, welche zur Verbesserung der Färbung ausreichend ist, ein bestimmtes Volumen für die Poren erforderlich. Da eine Zunahme des Volumens der Poren zudem eine Zunahme der Anzahl der Poren bedeutet, wird nicht nur das im Inneren der Poren adsorbierte Farbmittel, sondern zudem das um die Öffnung der Poren herum adsorbierte Farbmittel zunehmen.
Somit beträgt in der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung unter diesen Gesichtspunkten das Volumen der Poren mit einem Radius im Bereich von 3 nm bis 30 nm 0,4 ml/g oder mehr und das Volumen der Poren mit einem Radius von größer als 30 nm 0,1 ml/g oder weniger. Bei den Poren mit einem Radius von kleiner als 3 nm können das Farbmittel und die Lösungsmittelkomponente schwierig in das Innere der Poren eindringen, und die Poren des Agglomerats tragen nicht wesentlich zu einer Verbesserung der Färbung bei. Wenn andererseits das Volumen der Poren mit einem Radius von größer als 30 nm 0,1 ml/g übersteigt, nehmen die Poren mit einer starken Lichtstreuung zu, sodass der Beitrag des an solchen Poren adsorbierten Farbmittels zur Färbung verringert wird. Zudem ist es nicht bevorzugt, dass das Volumen der Poren mit einem Radius innerhalb des vorstehenden Bereichs kleiner als 0,4 ml ist, da weniger Farbmittel und Lösungskomponente in das Innere des Agglomerats eindringen, die Menge des Farbmittels, welches um die Öffnung herum sowie an der Innenwand der Pore adsorbiert wird, sich verringert, was zu einer Verringerung des Beitrags zur Verbesserung der Färbung führt.
Es ist bevorzugt, dass das Volumen der Poren mit einem Radius im Bereich von 3 nm bis 20 nm 0,4 ml/g oder mehr beträgt und dass das Volumen der Poren mit einem Radius von größer als 20 nm 0,1 ml/g oder weniger beträgt. Dies bedeutet, dass es eine große Anzahl an Poren mit einem Radius im Bereich von 3 nm bis 20 nm gibt, wodurch die Färbung weiter verbessert wird, was die Erzeugung eines Bildes mit einem breiteren Bereich der Farbreproduktion ermöglicht, insbesondere wenn ein Farbstoff als das Farbmittel eingesetzt wird. Der Radius der Poren und das Volumen der Poren des Agglomerats werden nicht nur durch die chemische Natur, die Gestalt und die Größe der feinen Teilchen, sondern zudem durch die Art des Lösungsmittels, andere Zusatzstoffe, ihre Zusammensetzungsverhältnisse und dergleichen verändert. Somit wird es so gesehen, dass ein Einregeln dieser Bedingungen eine Einregelung der Bedingungen der Erzeugung des Agglomerats aus feinen Teilchen ermöglicht.
– Feine Teilchen –
Wirkungen, welche von den in der vorliegenden Erfindung eingesetzten feinen Teilchen erwartet werden, sind z. B.

1) eine Adsorption eines Farbmittels ohne Beeinträchtigung der dem Farbmittel innewohnenden Färbungseignung beim Vermischen; und
2) Zerstörung der Dispersionsstabilität, wenn sie mit einer Tinte vermischt oder auf ein Aufzeichnungsmedium aufgetragen werden, sodass sie auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums zurückbleiben.

Feine Teilchen, welche solche Wirkungen hervorrufen, werden bevorzugt eingesetzt. Im Übrigen können feine Teilchen einer oder mehrerer Arten für solche Wirkungen eingesetzt werden.
Für die Wirkung 1) können sie eine dem Farbmittel entgegengesetzte ionische Eigenschaft aufweisen, welche ausgenutzt wird, um das Farbmittel elektrostatisch zu adsorbieren. Wenn das Farbmittel anionisch ist, werden kationische feine Teilchen eingesetzt, während anionische feine Teilchen eingesetzt werden, wenn das Farbmittel kationisch ist. Neben der ionischen Eigenschaft wird die Adsorption des Farbmittels durch die Größe und das Gewicht der feinen Teilchen sowie ihr Oberflächenprofil beeinflusst. Zum Beispiel zeigen poröse feine Teilchen mit vielen Poren auf ihrer Oberfläche spezifische Adsorptionseigenschaften und können das Farbmittel durch eine Vielzahl von Faktoren wie etwa die Größe und Gestalt der Poren adsorbieren.
Die Wirkung 2) wird durch eine Wechselwirkung mit einer Tinte oder einem Aufzeichnungsmedium ausgelöst. Daher kann die Wirkung durch jeweilige Ausgestaltungen von diesen erzielt werden. Zum Beispiel können die feinen Teilchen eine zu den Komponenten der Tinte und dem Aufzeichnungsmaterial entgegengesetzte ionische Eigenschaft aufweisen. Die Dispersionsstabilität wird zudem durch das Vorliegen von Elektrolyten in der Tinte oder der flüssigen Zusammensetzung beeinflusst. In der vorliegenden Erfindung ist es wünschenswert, dass wenigstens eine der Wirkungen 1) und 2) sofort auftritt. Es ist weiter bevorzugt, dass beide Wirkungen 1) und 2) sofort auftreten. Flüssige Zusammensetzungen, welche die jeweiligen ionischen feinen Teilchen enthalten, werden hiernach speziell beschrieben.
<Kationische flüssige Zusammensetzung>
Ein Beispiel für eine kationische flüssige Zusammensetzung ist z. B. eine flüssige Zusammensetzung, welche feine Teilchen mit einer kationischen Gruppe auf ihrer Oberfläche sowie eine Säure enthält, wobei die feinen Teilchen stabil dispergiert sind. In der vorliegenden Erfindung können als die kationische flüssige Zusammensetzung z. B. jene, welche eine Säure enthalten und ein pH von 2 bis 7 aufweisen, oder jene, welche ein Zeta-Potential im Bereich von +5 bis +90 mV aufweisen, bevorzugt eingesetzt werden.
– pH und Zeta-Potential –
Das Zeta-Potential einer flüssigen Zusammensetzung wird nachstehend beschrieben. Das Grundprinzip des Zeta-Potentials wird nachstehend angegeben. Es ist eine Regel, dass in einem System, in welchem ein Feststoff in einer Flüssigkeit dispergiert ist, dann, wenn eine freie elektrische Ladung auf der Oberfläche einer festen Phase vorliegt, in der flüssigen Phase in der Nähe der Grenze zu der festen Phase eine Schicht mit einer entgegengesetzten Ladung auftritt, um die elektrische Neutralität beizubehalten. Dies wird als elektrische Doppelschicht bezeichnet, und das durch diese elektrische Doppelschicht erzeugte Potential wird als Zeta-Potential bezeichnet. Wenn das Zeta-Potential positiv ist, weist die Oberfläche der feinen Teilchen eine kationische Eigenschaft auf, und wenn es negativ ist, weist es eine anionische Eigenschaft auf. Im Allgemeinen wird angenommen, dass je höher ein absoluter Wert ist, umso mehr verstärkt sich die elektrostatische Abstoßung, welche zwischen den feinen Teilchen wirkt, sodass sie als solche mit guter Dispergierbarkeit bewertet werden, und zudem ist die ionische Eigenschaft auf der Oberfläche der feinen Teilchen stark. Anders gesagt kann man sagen, dass je höher das Zeta-Potential der kationischen feinen Teilchen ist, dann die kationische Eigenschaft stark ist und eine Kraft, welche eine anionische Verbindung in der Tinte anzieht, stark ist.
Als Ergebnis einer intensiven Studie der Erfinder wurde gefunden, dass, wenn eine flüssige Zusammensetzung, deren Zeta-Potential in den Bereich von +5 bis +90 mV fällt, der auf dem Aufzeichnungsmedium erzeugte Farbabschnitt besonders hervorragende Färbungseigenschaften zeigt. Der Grund ist unklar; vermutlich aufgrund geeigneter kationischer Eigenschaften der feinen Teilchen wird eine schnelle Kohäsion der anionischen Verbindung (des anionischen Farbmittels) nicht auftreten, und die anionische Verbindung wird an der Oberfläche der feinen Teilchen dünn und gleichmäßig adsorbiert, sodass keine großen Lackklumpen erzeugt werden. Im Ergebnis wird angenommen, dass sich die dem Farbmittel innewohnende Färbungseigenschaft auf bessere Weise zeigt. Selbst nachdem die anionische Verbindung auf der Oberfläche der feinen Teilchen adsorbiert worden ist, sind zusätzlich in der kationischen flüssigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung die feinen Teilchen schwach kationisch, und der Dispersionszustand wird instabil. Im Ergebnis agglomerieren und adsorbieren die feinen Teilchen leicht an der Oberfläche von anionischen Cellulosefasern des Aufzeichnungsmediums, sodass sie im Oberflächenbereich des Aufzeichnungsmediums zurückbleiben.
Es wird so gesehen, dass dies zu den folgenden hervorragenden vorteilhaften Wirkungen führt, d. h. hervorragende Färbungseigenschaften, welche mit dem Tintenstrahldrucken auf gestrichenem Papier vergleichbar sind, können erzielt werden; auf Grund von geringerem weißen Schleier und geringerer Farbungleichmäßigkeit in einem Bildbereich wie etwa dem Schattenteil und dem ausgefüllten Teil, in welchem eine große Tintenmenge aufgetragen ist, kann eine hervorragende Farbgleichmäßigkeit erreicht werden; da die anionische Verbindung an der Oberfläche der feinen Teilchen adsorbiert wird und im Vergleich mit dem gestrichenen Papier auf sehr effiziente Weise eine Farbe entwickelt, kann die Auftragungsmenge der kationischen feinen Teilchen verringert werden, und somit wird insbesondere beim Drucken auf ungestrichenem Papier die Textur des Papiers nicht verloren und die Abriebfestigkeit im bedruckten Teil ist hervorragend. Das bevorzugtere Zeta- Potential der flüssigen Zusammensetzung reicht von +10 bis +85 mV, und in diesem Bereich werden Grenzen zwischen Punkten beim ausfüllenden Drucken unauffällig und ein gutes Bild mit geringerer streifenartiger Uregelmäßigkeit aufgrund eines Abtastens mit einem Kopf wird erhalten. Des Weiteren ermöglicht die Verwendung der flüssigen Zusammensetzung, welche die kationischen feinen Teilchen enthält, deren Zeta-Potential in den Bereich von +15 bis +65 mV fällt, ein Bild mit sehr hervorragender Färbung, unabhängig von der Papierart.
Es ist bevorzugt, dass der pH der kationischen flüssigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung unter dem Gesichtspunkt der Lagerungsstabilität und einer Adsorption der anionischen Verbindung bei etwa 25°C in einem Bereich von 2 bis 7 liegt. In diesem pH-Bereich wird, wenn die flüssige Zusammensetzung mit der anionischen Tinte vermischt wird, die Stabilität der anionischen Verbindung nicht sehr gestört und eine starke Kohäsion der anionischen Verbindung tritt nicht auf, sodass eine Verringerung der Farbsättigung oder eine dumpfe Farbe des aufgezeichneten Bildes verhindert werden können. Im Übrigen ist in dem vorstehend beschriebenen Bereich der Dispersionszustand der kationischen feinen Teilchen gut, und somit können die Lagerungsstabilität der flüssigen Zusammensetzung sowie die Ausstoßstabilität aus einem Aufzeichnungskopf in einem guten Zustand gehalten werden. Wenn zusätzlich die flüssige Zusammensetzung mit diesem pH mit der Tinte vermischt wird, wird anionische Substanz in ausreichender Weise an der Oberfläche der kationischen feinen Teilchen adsorbiert, und daher wird ein übermäßiges Eindringen des Farbmittels in das Aufzeichnungsmedium unterdrückt, was ein durch Tintenstrahlen aufgezeichnetes Produkt mit hervorragender Färbung liefert. Spezieller beträgt der pH-Bereich 3 bis 6. In diesem Bereich kann eine Korrosion des Aufzeichnungskopfes aufgrund von Langzeitlagerung auf sehr effektive Weise verhindert werden, und zudem wird die Abriebfestigkeit des bedruckten Teils weiter verbessert.
<Kationische feine Teilchen>
Als Nächstes wird die Komponente beschrieben, welche die kationische flüssige Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung bildet. Um die vorstehend beschriebene Funktion zu erfüllen, ist es für die kationischen feinen Teilchen, die Hauptkomponente der flüssigen Zusammensetzung, erforderlich, dass sie auf ihrer Oberfläche kationische Eigenschaften aufweisen, wenn sie in der flüssigen Zusammensetzung dispergiert sind. Wenn die flüssige Zusammensetzung und eine Tinte vermischt werden, ermöglicht die kationische Oberfläche eine schnelle Adsorption des anionischen Farbmittels an der Oberfläche der Teilchen, sodass ein übermäßiges Eindringen des Farbmittels in das Aufzeichnungsmedium unterdrückt wird. Im Ergebnis kann das mit Tintenstrahlen aufgezeichnete Produkt mit einer ausreichenden optischen Dichte des Bildes erhalten werden. Wenn die flüssige Zusammensetzung andererseits die feinen Teilchen, deren Oberfläche nicht kationisch ist, sowie eine wasserlösliche kationische Verbindung enthält, koaguliert das Farbmittel hauptsächlich mit der kationischen Verbindung, was die Färbungseigenschaften des Farbmittels verschlechtert. Im Ergebnis ist es schwierig, eine Färbung zu erreichen, welche mit dem Tintenstrahldrucken auf gestrichenem Papier vergleichbar ist. Somit sollten die für die flüssige Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzten feinen Teilchen eine kationische Oberfläche aufweisen. Als die feinen Teilchen der flüssigen Zusammensetzung der Erfindung können nicht nur inhärent kationische Teilchen, sondern zudem inhärent statisch anionische oder neutrale feine Teilchen eingesetzt werden, solange ihre Oberfläche so behandelt worden ist, dass sie kationisch ist.
Die kationischen feinen Teilchen für die vorliegende Erfindung sind hydrierte Aluminiumoxidteilchen. Feine Teilchen aus hydriertem Aluminiumoxid werden eingesetzt, da sie eine positiv aufgeladene Oberfläche aufweisen. Zusätzlich wird bevorzugt hydriertes Aluminiumoxid mit einer Boehmitstruktur in der Röntgenbeugung eingesetzt, um eine hervorragende Färbung und Farbgleichmäßigkeit sowie Lagerungsstabilität zu erzielen. Das hydrierte Aluminiumoxid wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt: Al₂O_3-n(OH)_2n·mH₂O wobei n eine der ganzen Zahlen 1 bis 3 bezeichnet, m einen Wert von 0 bis 10 und bevorzugt 0 bis 5 aufweist, wobei mH₂O eine dissoziierbare Wasserphase bezeichnet, welche hauptsächlich nicht an der Ausbildung des Kristallgitters teilnimmt, und somit kann m für einen ungeraden Wert stehen, und m und n nicht gleichzeitig 0 sind.
Im Allgemeinen ist ein Kristall aus hydriertem Aluminiumoxid mit einer Boehmitstruktur eine Schichtverbindung, deren (020)-Fläche eine große Ebene ausbildet und im Röntgenbeugungsmuster einen speziellen Beugungsreflex zeigt. Im Unterschied zu perfektem Boehmit kann eine Pseudo-Boehmitstruktur möglich sein, bei welcher überschüssiges Wasser zwischen den Schichten der (020)-Flächen enthalten ist. Das Röntgenbeugungsmuster des Pseudo-Boehmits zeigt einen breiteren Beugungsreflex als das perfekte Boehmit.
Boehmit und falsches Boehmit können nicht klar unterschieden werden, und solange es in der vorliegenden Erfindung nicht anderweitig angegeben ist, sind beide in das hydrierte Aluminiumoxid eingeschlossen, welches die Boehmitstruktur aufweist (hiernach als hydriertes Aluminiumoxid bezeichnet). Um den Abstand der (020)-Fläche sowie die Kristalldicke zu bestimmen, wird der Reflex, welcher bei einem Beugungswinkel 2θ von 14 bis 15° auftritt, gemessen, und unter Verwendung der Halbwertsbreite B sowie des Beugungswinkels 2θ des Reflexes wird der Abstand mit der Bragg-Formel berechnet, und die Kristalldicke wird mit der Scherrer-Formel berechnet. Der (020)-Abstand kann als ein Index der Hydrophobizität sowie der Hydrophilizität des hydrierten Aluminiumoxids verwendet werden. Das Verfahren zum Herstellen des in der vorliegenden Erfindung eingesetzten hydrierten Aluminiumoxids ist nicht speziell beschränkt. Hydriertes Aluminiumoxid mit einer Boehmitstruktur kann durch die bekannten Verfahren wie etwa eine Hydrolyse von Aluminiumalkoxid, eine Hydrolyse von Natriumaluminat und dergleichen hergestellt werden.
Wie es in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 56-120508 offenbart ist, kann hydriertes Aluminiumoxid mit Boehmitstruktur aus hydriertem Aluminiumoxid, welches in der Röntgenbeugung amorph ist, durch thermische Behandlung bei einer Temperatur von 50°C oder höher in der Gegenwart von Wasser hergestellt werden. Ein speziell bevorzugtes Verfahren besteht darin, hydriertes Aluminiumoxid durch Hydrolyse und Entflockung eines langkettigen Aluminiumalkoxids mit einer Säure zu erlangen. Das langkettige Aluminiumalkoxid ist zum Beispiel ein Alkoxid mit einer Kohlenstoffanzahl von 5 oder mehr, und ein Alkoxid mit einer Kohlenstoffanzahl von 12 bis 22 ist bevorzugt, da Alkohol in einem Herstellungsschritt leicht entfernt und die Gestalt des Aluminiumalkoxids leicht eingeregelt werden kann, wie es später beschrieben wird.
Als die zuzusetzende Säure können nach Wahl eine oder mehrere organische und anorganische Säuren eingesetzt werden. Unter dem Gesichtspunkt der Reaktionseffizienz der Hydrolyse sowie einer Einregelung der Gestalt und der Dispergierbarkeit des erhaltenen hydrierten Aluminiumoxids ist Salpetersäure am bevorzugtesten. Es ist möglich, die Teilchengröße einzuregeln, indem danach eine Hydrothermalsynthese durchgeführt wird. Wenn eine Hydrothermalsynthese unter Verwendung einer Dispersion von hydriertem Aluminiumoxid, welche Salpetersäure enthält, durchgeführt wird, wird die Salpetersäure von der Oberfläche des hydrierten Aluminiumoxids als eine Nitratrestgruppe aufgenommen, was zu einer Verbesserung der Dispergierbarkeit des Hydrats in Wasser führt.
Die Herstellung von hydriertem Aluminiumoxid durch Hydrolyse von Aluminiumalkoxid weist den Vorteil auf, dass eine Verschmutzung mit Verunreinigungen wie etwa verschiedenen Ionen im Vergleich mit dem Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumoxidhydrogels sowie kationischem Aluminiumoxids nicht auftreten würde. Zusätzlich weist das langkettige Aluminiumalkoxid einen weiteren Vorteil auf, dass Alkohol aus dem hydrierten Aluminiumoxid verglichen mit einem kurzkettigen Alkoxid wie etwa Aluminiumisopropoxid vollständig aus dem hydrierten Aluminiumoxid entfernt werden kann. Es ist bevorzugt, dass der pH der Lösung zu Beginn der Hydrolyse auf niedriger als 6 eingestellt ist. Ein pH von 8 oder niedriger kann auf effektive Weise verhindern, dass das schließlich erhaltene hydrierte Aluminiumoxid kristalline Eigenschaften aufweist.
Das für die vorliegende Erfindung eingesetzte hydrierte Aluminiumoxid kann ein hydriertes Aluminiumoxid sein, welches ein Metalloxid wie etwa Titandioxid enthält, solange es in der Röntgenbeugung die Boehmit-Struktur aufweist. Bevorzugt kann das Metalldioxid wie etwa Titandioxid in dem hydrierten Aluminiumoxid in einem Bereich von 0,01 bis 1,00 Gew.-% enthalten sein, im Hinblick auf eine hohe optische Dichte, und mehr bevorzugt zu 0,13 bis 1,00 Gew.-% für eine schnelle Adsorption des Farbmittels, wodurch ein Kleckern oder eine Perlenbildung verhindert wird. Zusätzlich sollte das Titandioxid eine Wertigkeit des Titans von +4 aufweisen. Der Gehalt des Titandioxids kann durch das ICP-Verfahren analysiert werden, wobei Titanoxid in Borsäure gelöst wird. Die Verteilung des Titandioxids im hydrierten Aluminiumoxid sowie die Wertigkeit des Titans werden durch Einsatz von ESCA (Elektronenspektroskopie für die chemische Analyse) analysiert. Die ESCA ist ein Oberflächenanalyseverfahren, welches den Zustand einer chemischen Bindung des Elements auf der Oberfläche einer Substanz im Nanobereich analysieren kann.
Ein Ätzen der Oberfläche des hydrierten Aluminiumoxids mit Argonionen für 100 Sekunden und 500 Sekunden ermöglicht eine Untersuchung der Veränderung des Titangehalts. Wenn die Valenz des Titans unter +4 sinkt, kann das Titandioxid als ein Katalysator wirken, was eine Verschlechterung der Wetterfestigkeit der bedruckten Substanz sowie eine Vergilbung der bedruckten Substanz hervorruft.
Das Titanoxid kann nur im Oberflächenbereich des hydrierten Aluminiumoxids enthalten sein oder kann ebenfalls in dessen Inneren enthalten sein. Auf andere Weise kann sich der Gehalt von der Oberfläche zum Inneren hin verändern. Es ist mehr bevorzugt, dass das Titandioxid nur in enger Nachbarschaft zur Oberfläche enthalten ist, da die elektrischen Eigenschaften des hydrierten Aluminiumoxids in einfacher Weise beibehalten werden.
Um ein Titandioxid enthaltendes hydriertes Aluminiumoxid herzustellen, ist ein Verfahren des Hydrolysierens einer Lösungsmischung von Aluminiumalkoxid und Titanalkoxid bevorzugt, wie es von Tamaru beschrieben wird (Hrsg., 1985, Surface Science, S. 327, veröffentlicht durch Gakkai Syuppann Center). Alternativ kann es durch Zugabe von Aluminiumalkoxid als einem Keim für das Kristallwachstum zu einer Lösungsmischung von Aluminiumalkoxid und Titanalkoxid, wenn diese hydrolysiert wird, hergestellt werden.
Anstelle von Titandioxid können für die Verwendung Oxide von Siliciumoxid, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Zink, Bor, Germanium, Zinn, Blei, Zirkonium, Indium, Phosphor, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Ruthenium und dergleichen enthalten sein. Zum Beispiel kann ein Siliciumoxid enthaltendes hydriertes Aluminiumoxid die Abreibfestigkeit des bedruckten Teils verbessern.
Der Abstand der (020)-Fläche des bevorzugt für die vorliegende Erfindung eingesetzten hydrierten Aluminiumoxids liegt im Bereich von 0,614 nm bis 0,626 nm. Innerhalb dieses Bereichs ist die Dispergierbarkeit der Teilchen aus hydriertem Aluminiumoxid in der flüssigen Zusammensetzung hervorragend, und somit kann eine flüssige Zusammensetzung mit hervorragender Lagerungsstabilität und Ausstoßstabilität erreicht werden. Der Grund für diese Vorteile ist nicht klar. Allerdings wird angenommen, dass, wenn der Abstand der (020)-Fläche in den vorstehenden Bereich fällt, das Verhältnis von hydrophoben und hydrophilen Teilen des hydrierten Aluminiumoxids in einen geeigneten Bereich fällt. Somit kann aufgrund der geeigneten Dispersionsstabilität durch moderate Abstoßung der Teilchen in der flüssigen Zusammensetzung sowie aufgrund des geeigneten Ausgleichs der Benetzbarkeit auf der Innenseite der Ausstoßöffnung eine gute Ausstoßstabilität der flüssigen Zusammensetzung erzielt werden.
Die Kristalldicke der (020)-Fläche des hydrierten Aluminiumoxids liegt bevorzugt im Bereich von 4,0 bis 10,0 nm. Dieser Bereich ist aufgrund einer hervorragenden Klarheit und Adsorption des Farbmittels bevorzugt. Gemäß den Befunden der Erfinder der vorliegenden Erfindung korrelieren der Abstand und die Kristalldicke der (020)-Fläche, und wenn daher der Abstand der (020)-Fläche in den vorstehenden Bereich fällt, kann die Kristalldicke der (020)-Fläche im Bereich von 4,0 bis 10,0 nm eingestellt werden.
Im Hinblick auf die Färbung und gleichmäßige Färbungsfähigkeiten, die Lagerungsstabilität etc. weisen die kationischen feinen Teilchen bevorzugt einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser in einem Bereich von 0,005 bis 1 μm auf, welcher durch das Verfahren mit dynamischer Lichtstreuung bestimmt wird. Wenn der durchschnittliche Teilchendurchmesser nicht innerhalb dieses Bereiches liegt, können die feinen Teilchen übermäßig in das Aufzeichnungsmedium eindringen, sodass die Färbung und die gleichmäßigen Färbungsfähigkeiten verschlechtert werden, oder sie können in der flüssigen Zusammensetzung ausgefällt werden, was die Lagerungsstabilität der flüssigen Zusammensetzung verschlechtert. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser liegt mehr bevorzugt in einem Bereich von 0,01 bis 0,8 μm. Die Verwendung solcher feinen Teilchen kann die Abriebfestigkeit und die Textur eines gedruckten Bildes auf einem Aufzeichnungsmedium besonders vorteilhaft ausgestalten. Des Weiteren ist jenes bevorzugt, welches eine durchschnittliche Teilchengröße im Bereich von 0,03 bis 0,3 μm aufweist. Solche feinen Teilchen sind bevorzugt, da die Poren mit einem Radius in einem angestrebten Bereich in den Agglomeraten aus den feinen Teilchen, welche auf dem Aufzeichnungsmedium erzeugt sind, in effektiver Weise ausgebildet werden.
<Physikalische Eigenschaften und Gestalt der kationischen feinen Teilchen>
Um Poren in effizienter Weise in den Agglomeraten aus den feinen Teilchen, welche auf dem Aufzeichnungsmedium erzeugt werden, auszubilden und das Farbmittel auf der Oberfläche der feinen Teilchen in effizienter Weise zu adsorbieren, sind die in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden kationischen feinen Teilchen jene mit Poren, deren maximaler Radius von 2 nm bis 12 nm reicht und deren Gesamtvolumen 0,3 ml/g oder mehr beträgt, wie es durch das vorstehend beschriebene Verfahren mit Stickstoffadsorption und -desorption bestimmt wird. Spezieller liegt der maximale Radius der Poren im Bereich von 3 nm bis 10 nm und beträgt das Gesamtvolumen der Poren 0,3 ml/g oder mehr, da das aus feinen Teilchen bestehende Agglomerat, welches auf dem Aufzeichnungsmedium erzeugt ist, in effektiver Weise Poren mit einem Radius im angestrebten Bereich aufweisen kann.
Wenn die BET-Oberfläche der feinen Teilchen in den Bereich von 70 bis 300 m²/g fällt, gibt es ausreichend Stellen für die Adsorption des Farbmittels auf der Oberfläche der feinen Teilchen, wodurch das Farbmittel in effektiver Weise auf und/oder in der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums im monomolekularen Zustand zurück bleibt, was zu einer Verbesserung der Färbung beiträgt.
Die Gestalt der in der vorliegenden Erfindung eingesetzten feinen Teilchen kann durch die Transmissionselektronenmikroskopie unter Verwendung einer Probe betrachtet werden, welche durch Auftropfen der in destilliertem Wasser dispergierten feinen Teilchen auf eine Kollodiummembran hergestellt wird. In der vorliegenden Erfindung werden die Poren innerhalb des Agglomerats ausgebildet, wenn die feinen Teilchen auf dem Aufzeichnungsmedium agglomerieren. Dementsprechend sind bevorzugt eingesetzte feine Teilchen solche, die stab- oder kettenförmig und nicht kugelförmig sind, bei denen die Primärteilchen eine nadelförmige, plättchenförmige oder kugelförmige Gestalt haben und in einer speziellen Orientierung verbunden sind, sodass sie ein Sekundärteilchen ausbilden.
Gemäß den Befunden durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung weist die plättchenförmige Gestalt in Wasser eine bessere Dispergierbarkeit als die nadelförmige und Härchenbündelgestalt (flimmerartig) auf und ist mehr bevorzugt, da, wenn das Agglomerat aus feinen Teilchen erzeugt wird, die Orientierung der feinen Teilchen zufällig wird, was zu einer Vergrößerung des Volumens der Poren führt. Hierbei meint Härchenbündel den Zustand, in welchem nadelförmige feine Teilchen wie ein Bündel aus Härchen agglomerieren, wobei alle Seitenflächen in Kontakt stehen. Es ist öffentlich bekannt gewesen, dass falsches Boehmit, eines der hydrierten Aluminiumoxide, welche in der vorliegenden Erfindung insbesondere bevorzugt einsetzbar sind, eine flimmerartige und andere Gestalten aufweist (Rocek J. et al., Applied Catalysis, Bd. 74: S. 29 bis 36, 1991).
Ein Aspektverhältnis der plättchenförmigen Teilchen kann durch das in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 5-16015 definierte Verfahren berechnet werden. Das Aspektverhältnis wird durch ein Verhältnis des Durchmessers zu der Dicke des Teilchens ausgedrückt. Hierbei ist der Durchmesser als jener eines Kreises mit der gleichen Fläche wie der eines projizierten Bildes des Teilchens definiert, welches mit einem optischen Mikroskop oder dem Elektronenmikroskop betrachtet wird. Ein Längs-Quer-Verhältnis wird durch das Verhältnis des Durchmessers, welcher den Maximalwert aufweist, zu dem Durchmesser, welcher den Minimalwert aufweist, einer Ebene ausgedrückt, in einer Betrachtung ähnlich wie jener bei dem Aspektverhältnis. Im Falle der Härchenbündelgestalt kann das Aspektverhältnis bestimmt werden, indem angenommen wird, dass einzelne nadelförmige Teilchen aus hydriertem Aluminiumoxid das Härchenbündel ausbilden, welches einen Zylinder bildet, und indem die Durchmesser von Kreisen oben und unten bzw. die Länge gemessen werden und das Verhältnis berechnet wird. Bei der am meisten bevorzugten Gestalt des hydrierten Aluminiumoxids reicht ein durchschnittliches Aspektverhältnis bei der plättchenförmigen Gestalt bevorzugt von 3 bis 10 und reicht das durchschnittliche Aspektverhältnis bei dem Härchenbündel bevorzugt von 3 bis 10. Wenn das durchschnittliche Aspektverhältnis in den vorstehend beschriebenen Bereich fällt, kann das Agglomerat bestehend aus den feinen Teilchen in einfacher Weise eine poröse Struktur aufweisen, da zwischen den Teilchen leicht ein Hohlraum erzeugt wird.
Der Gehalt der kationischen feinen Teilchen in der in der vorliegenden Erfindung eingesetzten flüssigen Zusammensetzung kann innerhalb eines optimalen Bereichs entsprechend der Art der eingesetzten Substanz geeignet bestimmt werden. Allerdings liegt er bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 40 Gew.-%, mehr bevorzugt von 1 bis 30 Gew.-% und am meisten bevorzugt von 3 bis 15 Gew.-%, unter dem Gesichtspunkt, dass die Aufgaben der vorliegenden Erfindung gelöst werden. In solch einem Bereich kann ein Bild mit hervorragender Färbung in stabiler Weise unabhängig von der Art des verwendeten Papiers erzielt werden. Zusätzlich werden die Lagerungsstabilität und die Ausstoßstabilität der flüssigen Zusammensetzung ebenfalls hervorragend.
<Säure>
Wie vorstehend beschrieben enthält die bevorzugte flüssige Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Säure und ist auf einen pH von 2 bis 7 eingestellt. Die Säure als eine zweite Komponente spielt die Rolle, die Oberflächen der kationischen feinen Teilchen zu ionisieren, um das Oberflächenpotential zu vergrößern, um dadurch die Dispersionsstabilität der feinen Teilchen in einer Flüssigkeit zu verbessern, und darüber hinaus um die Adsorptionsfähigkeit einer anionischen Verbindung in einer Tinte zu verbessern und die Viskosität der flüssigen Zusammensetzung einzustellen. Die Säure, welche in der vorliegenden Erfindung geeignet eingesetzt wird, unterliegt keiner speziellen Beschränkung, solange sie den erwünschten pH, das erwünschte Zeta-Potential sowie die erwünschten physikalischen Eigenschaften wie etwa die Dispergierbarkeit der feinen Teilchen hervorruft. Sie kann für die Verwendung z. B. aus den folgenden anorganischen Säuren und organischen Säuren frei ausgewählt werden.
Spezielle Beispiele für die anorganischen Säuren schließen Salzsäure, Schwefelsäure, schweflige Säure, Salpetersäure, salpetrige Säure, Phosphorsäure, Borsäure und Kohlensäure ein. Die organischen Säuren können Carbonsäuren, Sulfonsäuren und Aminosäuren sein, wie sie nachstehend erwähnt werden.
Beispiele wie die Carbonsäuren sind Ameisensäure, Essigsäure, Chloressigsäure, Dichloressigsäure, Trichloressigsäure, Fluoressigsäure, Trimethylessigsäure, Methoxyessigsäure, Mercaptoessigsäure, Glykolsäure, Propionsäure, Buttersäure, Valeriansäure, Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Oleinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Cyclohexancarbonsäure, Phenylessigsäure, Benzoesäure, o-Toluolsäure, m-Toluolsäure, p-Toluolsäure, o-Chlorbenzoesäure, m-Chlorbenzoesäure, p-Chlorbenzoesäure, o-Brombenzoesäure, m-Brombenzoesäure, p-Brombenzoesäure, o-Nitrobenzoesäure, m-Nitrobenzoesäure, p-Nitrobenzoesäure, Oxalsäure, Malonsäure, Succinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Weinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Zitronensäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Salicylsäure, p-Hydroxybenzoesäure, Anthranilinsäure, o-Aminobenzoesäure, m-Aminobenzoesäure und p-Aminobenzoesäure.
Beispiele für die Sulfonsäuren schließen Benzolsulfonsäure, Methylbenzolsulfonsäure, Ethylbenzolsulfonsäure, Dodecylbenzolsulfonsäure, 2,4,6-Trimethylbenzolsulfonsäure, 2,4-Dimethylbenzolsulfonsäure, 5-Sulfonsalicylsäure, 1-Sulfonaphtalin, 2-Sulfonaphtalin, Hexansulfonsäure, Octansulfonsäure und Dodekansulfonsäure ein.
Beispiele für die Aminosäuren sind Glycin, Alanin, Valin, α-Aminobuttersäure, γ-Aminobuttersäure, β-Alanin, Taurin, Serin, ε-Amino-n-capronsäure, Leucin, Norleucin und Phenylalanin.
Diese können entweder oder einzeln oder in irgendeiner Kombination davon in der flüssigen Zusammensetzung verwendet werden, welche in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird. Von diesen können insbesondere Säuren mit einer primären Dissoziationskonstante pKa in Wasser von 5 oder kleiner bevorzugt eingesetzt werden, um die Dispersionsstabilität der kationischen feinen Teilchen sowie die Fähigkeit zur Adsorption einer anionischen Verbindung zu verbessern. Spezielle Beispiele dafür sind Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Essigsäure, Ameisensäure, Oxalsäure, Milchsäure, Maleinsäure und Malonsäure.
In der flüssigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung liegt das Mischungsverhältnis der kationischen feinen Teilchen (A) und der Säure (B) bevorzugt im Bereich von A:B = 200:1 bis 5:1 und mehr bevorzugt von 150:1 bis 8:5 im Gewicht, um eine hervorragende Dispersionsstabilität der kationischen feinen Teilchen sowie eine Adsorbierbarkeit der anionischen Verbindung an der Oberfläche der feinen Teilchen zu erzielen.
<Andere bildende Komponenten>
Andere Komponenten, welche die kationische flüssige Zusammensetzung bilden, werden nachstehend speziell beschrieben. Die kationische flüssige Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält kationische feine Teilchen als eine wesentliche Komponente, bevorzugt eine Säure, wie sie vorstehend beschrieben wurde, und zusätzlich und üblicherweise Wasser als ein flüssiges Medium. Allerdings kann sie zusätzlich ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel und andere Zusatzstoffe enthalten.
Beispiele für das hier verwendete wasserlösliche organische Lösungsmittel schließen Amide wie etwa Dimethylformamid und Dimethylacetamid, Ketone wie etwa Aceton, Ether wie etwa Tetrahydrofuran und Dioxan, Polyalkylenglykole wie etwa Polyethylenglykol und Polypropylenglykol, Alkylenglykole wie etwa Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Triethylenglykol, Thiodiglykol, Hexylenglykol und Diethylenglykol, niedere Alkylether mehrwertiger Alkohole wie etwa Ethylenglykolmethylether, Diethylenglykolmonomethylether und Triethylenglykolmonomethylether, einwertige Alkohole wie etwa Ethanol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol und Isobutylalkohol sowie daneben 1,2,6-Hexantriol, Glycerin, N-Methyl-2-pyrrolidon, 1,3-Dimethylimidazolidinon, Triethanolamin, Sulfolan und Dimethylsulfoxid ein. Der Gehalt des wasserlöslichen organischen Lösungsmittels unterliegt keiner speziellen Beschränkung. Allerdings liegt er bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 60 Gew.-% und mehr bevorzugt von 5 bis 40 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der flüssigen Zusammensetzung.
Neben den vorstehenden Komponenten können Zusatzstoffe wie etwa die Viskosität modifizierende Mittel, den pH einstellende Mittel, Antiseptika, verschiedene oberflächenaktive Mittel, Antioxidantien, Verdampfungsbeschleuniger, wasserlösliche kationische Verbindungen und Bindeharze wie erforderlich in geeigneter Weise eingebracht sein. Die Auswahl der oberflächenaktiven Mittel ist insbesondere unter dem Gesichtspunkt einer Einregelung der Eindringfähigkeit der flüssigen Zusammensetzung in ein Aufzeichnungsmedium wichtig. Beispiele für das oberflächenaktive Mittel sind kationische oberflächenaktive Mittel wie etwa Verbindungen vom Typ eines primären, sekundären, tertiären Aminsalzes, speziell Hydrochloride, Acetate und dergleichen von Laurylamin, Palmamin, Stearylamin, Kolophoniumamin und dergleichen, Verbindungen vom Typ eines quartären Ammoniumsalzes, speziell Lauryltrimethylammoniumchlorid, Cetyltrimethylammoniumchlorid, Lauryldimethylbenzylammoniumchlorid, Benzyltributylammoniumchlorid, Benzalkoniumchlorid und dergleichen, pyridiniumsalzartige Verbindungen, speziell Cetylpyridiniumchlorid, Cetylpyridiniumbromid und dergleichen, imidazolinartige kationische Verbindungen, speziell 2-Heptadecenylhydroxyethylimidazolin und dergleichen sowie Ethylenoxidaddukte höherer Alkylamine, speziell Dihydroxyethylstearylamin und dergleichen, und amphotere oberflächenaktive Mittel, welche in einem speziellen pH-Bereich kationische Eigenschaften zeigen, können verwendet werden. Speziell werden z. B. aminosäureartige amphotere oberflächenaktive Mittel, Verbindungen des Typs R-NH-CH₂-COOH, Verbindungen des Betaintyps, speziell carbonsäuresalzartige ampotere oberflächenaktive Mittel wie Stearyldimethylbetain, Lauryldihydroxyethylbetain und dergleichen, und zusätzlich amphotere oberflächenaktive Mittel wie etwa vom Sulfatestertyp, vom Sulfonatestertyp, vom Phosphatestertyp und dergleichen als Beispiele angegeben. Zusätzlich werden als nicht-ionische oberflächenaktive Mittel z. B. die folgenden nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel als Beispiele angegeben: Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylester, Polyoxyethylensorbitanalkylester, Acetylenalkohole, Acetylenglykole und dergleichen. In der vorliegenden Erfindung kann eine Spezies oder können zwei oder mehr Spezies von diesen Verbindungen für die Verwendung geeignet ausgewählt werden. Von diesen können insbesondere Acetylenalkohole und Acetylenglykole bevorzugt eingesetzt werden, damit sich eine hervorragende Wirkung auf die Eindringfähigkeit in das ungestrichene Papier und die Steuerung einer Schaumbildung der Tinte zeigt. Die Menge verändert sich entsprechend des eingesetzten oberflächenaktiven Mittels, und 0,05 bis 5 Gew.-% des Gesamtgewichts der flüssigen Zusammensetzung sind bevorzugt, um eine ausreichende Eindringfähigkeit zu realisieren.
Die wasserlöslichen kationischen Verbindungen können frei ausgewählt werden, solange die Aktivität und die Wirkung der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden, z. B. um der flüssigen Zusammensetzung eine zusätzliche kationische Natur zu verleihen.
Die Bindeharze können in Kombination innerhalb einer Grenze eingesetzt werden, welche die Textur des verwendeten Aufzeichnungsmediums sowie die Lagerungsstabilität und die Ausstoßstabilität der flüssigen Zusammensetzung nicht beeinträchtigt, z. B. um die Abriebfestigkeit des gedruckten Bildes weiter zu verbessern, und sie können frei aus wasserlöslichen Polymeren, Emulsionen, Latices etc. ausgewählt werden.
– Oberflächenspannung der flüssigen Zusammensetzung –
Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzte flüssige Zusammensetzung ist bevorzugt farblos oder weiß, kann aber entsprechend der Farbe des verwendeten Aufzeichnungsmediums gefärbt sein. Bevorzugte physikalische Eigenschaften der vorstehend beschriebenen flüssigen Zusammensetzung sind eine Oberflächenspannung im Bereich von 10 bis 60 mN/m (dyn/cm) und bevorzugt 10 bis 40 mN/m (dyn/cm) sowie eine Viskosität im Bereich von 1 bis 30 cP.
Die anionische flüssige Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die feinen Teilchen mit der anionischen Gruppe auf ihrer Oberfläche eine wesentliche bildende Komponente sind und die feinen Teilchen stabil dispergiert sind. Des Weiteren enthält sie bevorzugt eine Base, ist der pH auf 7 bis 12 eingestellt und liegt das Zeta-Potential im Bereich von –5 bis –90 mV.
Als ein Ergebnis einer intensiven Studie der Erfinder der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, dass, wenn eine flüssige Zusammensetzung, deren Zeta-Potential in den Bereich von –5 bis –90 mV fällt, die kationische Verbindung (kationisches Farbmittel) in der Tinte in effektiver Weise an der Oberfläche der anionischen feinen Teilchen adsorbiert wird, und der auf dem Aufzeichnungsmedium erzeugte gefärbte Abschnitt zeigt besonders hervorragende Färbungseigenschaften. Der Grund ist unklar; möglicherweise aufgrund von zweckmäßigen anionischen Eigenschaften der feinen Teilchen wird eine schnelle Kohäsion der kationischen Verbindung nicht auftreten, und die kationische Verbindung wird dünn und gleichmäßig an der Oberfläche der feinen Teilchen adsorbiert, sodass keine großen Lackklumpen erzeugt werden. Es wird angenommen, dass sich im Ergebnis die dem Farbmittel inhärente Färbungseigenschaft in besserer Weise zeigt. Selbst nachdem die kationische Verbindung an der Oberfläche der feinen Teilchen adsorbiert worden ist, sind zusätzlich in der anionischen flüssigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung die feinen Teilchen schwach anionisch, und der Dispersionszustand wird instabil. Im Ergebnis agglomerieren aufgrund einer Konzentrationsveränderung beim Eindringen des Lösungsmittels in das Aufzeichnungsmedium die feinen Teilchen und verbleiben in dem Oberflächenbereich des Aufzeichnungsmediums.
Es wird angenommen, dass dies zu den folgenden hervorragenden vorteilhaften Wirkungen führt, das heißt, hervorragenden Färbungseigenschaften vergleichbar mit dem Tintenstrahldrucken auf gestrichenem Papier können erzielt werden; aufgrund von weniger weißem Schleier und weniger Färbungsunregelmäßigkeit in einem Bildbereich wie etwa dem Schattenteil und einem ausgefüllten Teil, in welchem eine große Tintenmenge aufgetragen ist, kann eine hervorragende Farbgleichmäßigkeit erreicht werden; da die kationische Verbindung an der Oberfläche der feinen Teilchen adsorbiert wird und im Vergleich mit dem gestrichenen Papier auf sehr effiziente Weise eine Farbe entwickelt, kann die Auftragungsmenge der anionischen feinen Teilchen verringert werden und somit wird insbesondere beim Drucken auf ungestrichenem Papier die Textur des Papiers nicht verschlechtert und die Abriebfestigkeit in dem bedruckten Teil ist hervorragend. Das bevorzugtere Zeta-Potential der flüssigen Zusammensetzung liegt im Bereich von –10 bis –85 mV, und in diesem Bereich werden Grenzen zwischen Punkten bei einem ausfüllenden Drucken unauffällig und ein gutes Bild mit geringerer streifenartiger Unregelmäßigkeit aufgrund eines Abtastens eines Kopfes wird erhalten. Des Weiteren ermöglicht die Verwendung der flüssigen Zusammensetzung, welche die kationischen feinen Teilchen enthält, deren Zeta-Potential in den Bereich von –15 bis –65 mV fällt, ein Bild mit sehr hervorragender Färbung unabhängig von der Papierart.
Unter dem Gesichtspunkt der Lagerungsstabilität und der Adsorption der kationischen Verbindung ist es bevorzugt, dass der pH der anionischen flüssigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung bei etwa 25°C im Bereich von 7 bis 12 liegt. In diesem pH-Bereich wird, wenn die flüssige Zusammensetzung mit der kationischen Tinte vermischt wird, die Stabilität der kationischen Verbindung nicht sehr verringert und eine starke Kohäsion der kationischen Verbindung tritt nicht auf, sodass eine Verringerung der Farbsättigung oder eine dumpfe Farbe des aufgezeichneten Bildes verhindert werden kann. Im Übrigen ist im vorstehend beschriebenen Bereich der Dispersionszustand der anionischen feinen Teilchen gut, und somit können die Lagerungsstabilität der flüssigen Zusammensetzung und die Ausstoßstabilität aus einem Aufzeichnungskopf in einem guten Zustand gehalten werden. Wenn zusätzlich die flüssige Zusammensetzung mit diesem pH mit der Tinte vermischt wird, wird kationische Substanz in ausreichender Weise an der Oberfläche der anionischen feinen Teilchen adsorbiert, und daher wird ein übermäßiges Eindringen des Farbmittels in das Aufzeichnungsmedium unterdrückt, was einen durch Tintenstrahlen aufgezeichneten Gegenstand mit hervorragender Färbung liefert. Mehr bevorzugt ist der pH-Bereich 8 bis 11. In diesem Bereich kann eine Korrosion des Aufzeichnungskopfes aufgrund einer Langzeitlagerung auf sehr effektive Weise verhindert werden, und zudem wird die Abriebfestigkeit des bedruckten Teils weiter verbessert.
<Anionisches feines Teilchen>
Als Nächstes wird die Komponente beschrieben, welche die anionische flüssige Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung bildet. Um die vorstehend beschriebene Funktion zu erzielen, ist es für die anionischen feinen Teilchen, die Hauptkomponente der flüssigen Zusammensetzung, erforderlich, dass sie auf ihrer Oberfläche anionische Eigenschaften aufweisen, wenn sie in der flüssigen Zusammensetzung dispergiert sind. Wenn die flüssige Zusammensetzung und eine Tinte vermischt werden, ermöglicht die anionische Oberfläche eine schnelle Adsorption des kationischen Farbmittels an der Oberfläche der Teilchen, sodass ein übermäßiges Eindringen des Farbmittels in das Aufzeichnungsmedium unterdrückt wird. Im Ergebnis kann ein durch Tintenstrahlen aufgezeichneter Gegenstand mit einer ausreichenden optischen Dichte des Bildes erzielt werden. Wenn die flüssige Zusammensetzung andererseits die feinen Teilchen, deren Oberfläche nicht anionisch ist, sowie eine wasserlösliche anionische Verbindung enthält, koaguliert das Farbmittel hauptsächlich mit der anionischen Verbindung, was die Färbungseigenschaften des Farbmittels verschlechtert. Im Ergebnis ist es schwierig, eine Färbung zu erzielen, welche mit der beim Tintenstrahldrucken auf dem gestrichenen Papier vergleichbar ist. Somit sollten die für die flüssige Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzten feinen Teilchen eine anionische Oberfläche aufweisen. Als die feinen Teilchen der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung können nicht nur inhärent anionische Teilchen, sondern zudem inhärent statisch kationische oder neutrale feine Teilchen verwendet werden, solange ihre Oberfläche so behandelt worden ist, dass sie anionisch ist.
Die anionischen feinen Teilchen für die vorliegende Erfindung sind hydrierte Aluminiumoxidteilchen.
Wie es bei den kationischen feinen Teilchen beschrieben wurde, weisen die anionischen feinen Teilchen im Hinblick auf die Färbung und gleichmäßige Färbungsfähigkeiten, Lagerungsstabilität, etc. bevorzugt einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser im Bereich von 0,005 bis 1 μm auf, bestimmt durch das Verfahren mit dynamischer Lichtstreuung. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser liegt mehr bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 0,8 μm. Die Verwendung solcher feiner Teilchen kann die Abriebfestigkeit und die Textur eines gedruckten Bildes auf einem Aufzeichnungsmedium besonders bevorzugt ausgestalten. Des Weiteren sind jene bevorzugt, welche eine durchschnittliche Teilchengröße aufweisen, die im Bereich von 0,03 bis 0,3 μm liegt. Solche feinen Teilchen sind bevorzugt, da die Poren mit einem Radius in einem angestrebten Bereich in den Agglomeraten aus den feinen Teilchen, welche auf dem Aufzeichnungsmedium erzeugt sind, in effektiver Weise ausgebildet werden.
<Physikalische Eigenschaften und Gestalt der anionischen feinen Teilchen>
Um in den Agglomeraten aus den feinen Teilchen, welche auf dem Aufzeichnungsmedium erzeugt sind, in effektiver Weise Poren auszubilden und das Farbmittel auf der Oberfläche der feinen Teilchen in effektiver Weise zu adsorbieren, sind die in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden anionischen feinen Teilchen jene mit Poren, deren maximaler Radius im Bereich von 2 nm bis 12 nm liegt und deren Gesamtvolumen 0,3 ml/g oder mehr beträgt, bestimmt durch das vorstehend beschriebene Verfahren mit Stickstoffadsorption und -desorption. Mehr bevorzugt liegt der maximale Radius der Poren im Bereich von 3 nm bis 10 nm und beträgt das Gesamtvolumen der Poren 0,3 ml/g oder mehr, da das Agglomerat aus den feinen Teilchen, welches auf dem Aufzeichnungsmedium erzeugt ist, Poren mit einem Radius im angestrebten Bereich in effektiver Weise aufweisen kann.
Wenn die BET-Oberfläche der feinen Teilchen in den Bereich von 70 bis 300 m²/g fällt, gibt es ausreichend Stellen für eine Adsorption des Farbmittels auf der Oberfläche der feinen Teilchen, wodurch das Farbmittel in effektiver Weise auf und/oder in der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums im monomolekularen Zustand zurück bleibt, was zu einer Verbesserung der Färbung beiträgt.
Die Gestalt der in der vorliegenden Erfindung eingesetzten feinen Teilchen kann durch das Transmissionselektronenmikroskop unter Verwendung einer Probe betrachtet werden, welche durch Auftropfen der in destilliertem Wasser dispergierten feinen Teilchen auf eine Kollodiummembran hergestellt wird. In der vorliegenden Erfindung werden die Poren innerhalb des Agglomerats ausgebildet, wenn die feinen Teilchen auf dem Aufzeichnungsmedium agglomerieren. Dementsprechend sind bevorzugt eingesetzte feine Teilchen solche, die stab- oder kettenförmig und nicht kugelförmig sind, bei denen Primärteilchen mit einer nadelförmigen, plättchenförmigen oder kugelförmigen Gestalt in einer spezifischen Orientierung verbunden sind, sodass sie ein Sekundärteilchen ausbilden.
Der Gehalt der anionischen feinen Teilchen in der in der vorliegenden Erfindung eingesetzten flüssigen Zusammensetzung kann innerhalb eines optimalen Bereichs entsprechend der Art der eingesetzten Substanz geeignet bestimmt werden. Allerdings liegt er bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 40 Gew.-%, mehr bevorzugt von 1 bis 30 Gew.-% und am meisten bevorzugt von 3 bis 15 Gew.-%, unter dem Gesichtspunkt, dass die Aufgaben der vorliegenden Erfindung gelöst werden. In solch einem Bereich kann ein Bild mit hervorragender Färbung in stabiler Weise unabhängig von der Art des verwendeten Papiers erhalten werden. Zusätzlich werden die Lagerungsstabilität und die Ausstoßstabilität der flüssigen Zusammensetzung ebenfalls hervorragend.
<Base>
Wie vorstehend beschrieben enthält die bevorzugte anionische flüssige Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung die Base und ist auf einen pH von 7 bis 12 eingestellt. Die Base als die zweite Komponente spielt die Rolle, die Oberflächen der anionischen feinen Teilchen zu ionisieren, um das Oberflächenpotential zu erhöhen, um dadurch die Dispersionsstabilität der feinen Teilchen in einer Flüssigkeit zu verbessern und darüber hinaus die Adsorptionsfähigkeit für eine kationische Verbindung in einer Tinte zu vergrößern und die Viskosität der flüssigen Zusammensetzung einzustellen. Die in der vorliegenden Erfindung in geeigneter Weise eingesetzte Base unterliegt keiner speziellen Beschränkung, solange sie den erwünschten pH, das erwünschte Zeta-Potential und die erwünschten physikalischen Eigenschaften wie etwa die Dispergierbarkeit der feinen Teilchen hervorruft. Sie kann aus den folgenden anorganischen Verbindungen und organischen Verbindungen frei ausgewählt werden.
Speziell können z. B. Natriumhydroxid, Lithiumhydroxid, Natriumcarbonat, Ammoniumcarbonat, Ammoniak, Natriumacetat, Ammoniumacetat, Morpholin und Alkanolamine wie etwa Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Ethylmonoethanolamin, n-Butylmonoethanolamin, Dimethylethanolamin, Diethylethanolamin, Ethyldiethanolamin, n-Butyldiethanolamin, Di-n-butylethanolamin, Monoisopropanolamin, Diisopropanolamin und Triisopropanolamin verwendet werden. Von diesen können Basen mit einer primären Dissoziationskonstante pka in Wasser von 5 oder kleiner für die Verwendung speziell bevorzugt sein, da die Dispersionsstabilität der anionischen feinen Teilchen sowie die Fähigkeit zur Adsorption von kationischen Verbindungen hervorragend werden.
In der flüssigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung liegt das Mischungsverhältnis der anionischen feinen Teilchen (A) und der Base (B) bevorzugt im Bereich von A:B = 200:1 bis 5:1 und mehr bevorzugt von 150:1 bis 8:1 im Gewicht, um eine hervorragende Dipsersionsstabilität der anionischen feinen Teilchen und Adsorbierbarkeit der kationischen Verbindung an der Oberfläche der feinen Teilchen zu realisieren.
<Andere Komponenten>
Andere Komponenten, welche die anionische flüssige Zusammensetzung bilden, werden nun speziell beschrieben. Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzte anionische flüssige Zusammensetzung umfasst die anionischen feinen Teilchen als eine wesentliche Komponente und enthält bevorzugt solch eine Base, wie sie vorstehend beschrieben wurde, und schließt daneben im Allgemeinen Wasser als ein flüssiges Medium ein. Allerdings kann die flüssige Zusammensetzung des Weiteren ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel enthalten, und andere Zusatzstoffe, z. B. die Viskosität modifizierende Mittel, den pH einstellende Mittel, Antiseptika, verschiedene oberflächenaktive Mittel, Antioxidantien, Verdampfungsbeschleuniger, wasserlösliche anionische Verbindungen und Bindeharze können geeignet eingebracht sein.
Beispiele für das oberflächenaktive Mittel sind anionische oberflächenaktive Mittel wie etwa Salze einer aliphatischen Säure, Sulfatestersalze höherer Alkohole, Sulfatestersalze flüssiger Fettöle, Alkylarylsulfonatsalze und dergleichen sowie nicht-ionische oberflächenaktive Mittel wie etwa Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylester, Polyoxyethylensorbitanalkylester, Acetylenalkohole, Acetylenglykole und dergleichen. In der vorliegenden Erfindung kann eine Spezies oder können zwei oder mehr Spezies dieser Verbindungen für die Verwendung geeignet ausgewählt werden. Von denen, die vorstehend beschrieben wurden, können insbesondere Acetylenalkohole und Acetylenglykole bevorzugt eingesetzt werden, damit sich eine hervorragende Wirkung der Eindringfähigkeit in das ungestrichene Papier sowie eine gute Schäumungseigenschaft ergibt. Die Menge für die Verwendung verändert sich entsprechend dem oberflächenaktiven Mittel, und 0,05 bis 5 Gew.-% des Gesamtgewichts der flüssigen Zusammensetzung sind bevorzugt, um eine ausreichende Eindringfähigkeit zu realisieren.
<Oberflächenspannung der flüssigen Zusammensetzung>
Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzte flüssige Zusammensetzung ist bevorzugt farblos oder weiß, aber entsprechend der Farbe des verwendeten Aufzeichnungsmediums kann sie gefärbt sein. Bevorzugte physikalische Eigenschaften der vorstehend beschriebenen flüssigen Zusammensetzung sind: eine Oberflächenspannung im Bereich von 10 bis 60 mN/m (dyn/cm) und bevorzugt 10 bis 40 mN/m (dyn/cm) sowie eine Viskosität im Bereich von 1 bis 30 cP.
– Verfahren zum Dispergieren der flüssigen Zusammensetzung –
Die flüssige Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche die vorstehend beschriebenen feinen Teilchen enthält, kann durch ein herkömmliches Verfahren zubereitet werden, welches im Allgemeinen für eine Dispersion eingesetzt wird. Ein sanft mischendes Gerät wie etwa ein Homomischer oder eine Dreheinrichtung ist eher als ein mahlartiges Gerät wie etwa eine Kugelmühle und eine Sandmühle bevorzugt. Die Scherspannung verändert sich entsprechend der Viskosität, der Menge und dem Volumen der flüssigen Zusammensetzung und liegt bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 100 N/m². Das Anlegen einer starken Scherspannung oberhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs ist nicht bevorzugt, da es die Möglichkeit gibt, dass solch ein Phänomen wie ein Gelieren der flüssigen Zusammensetzung, eine Veränderung der Kristallstruktur und dergleichen hervorgerufen wird. Zusätzlich ist der Bereich von 0,1 bis 20 N/m² mehr bevorzugt, da eine Zerstörung der Porenstruktur des feinen Teilchens verhindert wird, sodass das Volumen der Poren nicht verringert wird.
Die Dispersionszeit ändert sich entsprechend der Menge der Dispersionsflüssigkeit, der Größe eines Behälters, der Temperatur der Dispersionsflüssigkeit und dergleichen. Eine Zeit von 30 Stunden oder kürzer ist bevorzugt, um eine Veränderung der Kristallstruktur der feinen Teilchen zu verhindern, und eine Zeit von 10 Stunden oder kürzer ermöglicht es, die Porenstruktur der feinen Teilchen innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs einzuregeln. Während der Dispersionsbehandlung kann die Temperatur der Dispersionsflüssigkeit durch Kühlen oder Erwärmen innerhalb eines festgelegten Bereichs gehalten werden. Ein bevorzugter Temperaturbereich unterscheidet sich für die Methoden der Dispersionsbehandlung, der Substanzen und der Viskositäten, ist aber 10 bis 100°C. Wenn die Temperatur niedriger als die untere Grenze des Bereichs liegt, erfolgt eine unzureichende Dispersionsbehandlung und ein Agglomerieren der feinen Teilchen tritt auf. Wenn die Temperatur höher als die obere Grenze des Bereichs liegt, können ein Gelieren der Flüssigkeit sowie eine Veränderung der Kristallstruktur der feinen Teilchen auftreten.
<Tinte auf Wasserbasis>
Anionische Tinte
Eine wässrige anionische Tinte, welche in Kombination mit einer vorstehend beschriebenen kationischen flüssigen Zusammensetzung einen Tintensatz der vorliegenden Erfindung bildet, wird nun beschrieben. Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzte anionische Tinte enthält einen wasserlöslichen Farbstoff mit einer anionischen Gruppe als ein Farbmittel. Wenn ein wasserunlöslicher Farbstoff oder ein Pigment als ein Farbmittel eingesetzt wird, wird bevorzugt in Kombination mit dem Farbmittel eine anionische Verbindung eingesetzt. Zusätzlich zu dem Farbmittel enthält die anionische Tinte in der vorliegenden Erfindung des Weiteren wie erforderlich Wasser, ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel und andere Komponenten, z. B. ein die Viskosität modifizierendes Mittel, ein den pH einstellendes Mittel, ein Antiseptikum, ein oberflächenaktives Mittel, ein Antioxidationsmittel, Rostschutzmittel, Antiformmittel, Verdampfungsbeschleuniger, Chelatbildner und wasserlösliche Polymere zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Komponenten etc. Diese einzelnen Komponenten für die Tinte werden hiernach beschrieben.
– Wasserlöslicher Farbstoff –
Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzten wasserlöslichen Farbstoffe mit einer anionischen Gruppe unterliegen keiner speziellen Beschränkung, solange sie im Farbindex (Color Index) aufgeführt sind, z. B. wasserlösliche Säurefarbstoffe, Direktfarbstoffe oder Reaktivfarbstoffe. In dem Farbindex nicht aufgeführte Farbstoffe können ohne irgendeine spezielle Beschränkung ebenfalls eingesetzt werden, solange sie eine anionische Gruppe aufweisen, z. B. eine Sulfonsäuregruppe oder eine Carboxylgruppe. Die hier verwendeten wasserlöslichen Farbstoffe schließen jene mit einer vom pH abhängigen Löslichkeit ein.
– Pigment –
Einen weiteren Aspekt der wässrigen anionischen Tinte bildet eine Tinte, welche ein Pigment und eine anionische Verbindung anstelle des beschriebenen wasserlöslichen Farbstoffs mit einer anionischen Gruppe enthält. Sie enthält ferner Wasser, ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel und andere optionale Komponenten wie etwa ein die Viskosität modifizierendes Mittel, ein den pH einstellendes Mittel, ein Antiseptikum, ein oberflächenaktives Mittel und ein Antioxidationsmittel. In solch einer Tinte kann die anionische Verbindung als ein Dispergiermittel für das Pigment enthalten sein. Das Dispergiermittel für das Pigment muss nicht anionisch sein, solange die Tinte eine anionische Verbindung enthält. Wenn das Dispergiermittel anionisch ist, kann selbstverständlich eine weitere anionische Verbindung zugesetzt sein.
Pigmente, welche in der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, unterliegen keiner speziellen Beschränkung. Allerdings können zum Beispiel die nachstehend beschriebenen Pigmente bevorzugt eingesetzt werden. Ein in schwarzen Pigmenttinten eingesetzter Ruß ist bevorzugt jener, welcher durch das Ofenverfahren oder das Kanalverfahren hergestellt wurde und einen primären Teilchendurchmesser von 15 bis 40 μm, eine durch das BET-Verfahren gemessene Oberfläche von 50 bis 300 m²/g, eine unter Einsatz von DBP bestimmte Ölabsorption von 40 bis 150 ml/100 g, flüchtige Substanz zu 0,5 bis 10% und einen pH von 2 bis 9 aufweist.
Beispiele für einen käuflich erhältlichen Ruß, welcher solche Eigenschaften aufweist, schließen Nr. 2300, Nr. 900, MCF88, Nr. 40, Nr. 52, MA7, MA8 und Nr. 2200B (alle Produkte von Mitsubishi Chemical Corp.), RAVEN 1255 (Produkt von Columbian Carbon Japan Limited), REGAL 400R, REGAL 660R und MOGUL L (alle Produkte von CABOT CO.) und Color Black FW1, Color Black FW18, Color Black S170, Color Black S150, Printex 35 und Printex U (alle Produkte von Degussa AG) ein. Er kann für die vorliegende Erfindung frisch hergestellt werden.
Beispiele für Pigmente, welche in gelben Tinten eingesetzt werden, schließen C. I. Pigment Yellow 1, C. I. Pigment Yellow 2, C. I. Pigment Yellow 3, C. I. Pigment Yellow 13, C. I. Pigment Yellow 16 und C. I. Pigment Yellow 83 ein.
Beispiele für Pigmente, welche in magentafarbene Tinten eingesetzt werden, schließen C. I. Pigment Red 5, C. I. Pigment Red 7, C. I. Pigment Red 12, C. I. Pigment Red 48(Ca), C. I. Pigment Red 48(Mn), C. I. Pigment Red 57(Ca), C. I. Pigment Red 112 und C. I. Pigment Red 122 ein.
Beispiele für Pigmente, welche in cyanfarbenen Tinten eingesetzt werden, schließen C. I. Pigment Blue 1, C. I. Pigment Blue 2, C. I. Pigment Blue 3, C. I. Pigment Blue 15:3, C. I. Pigment Blue 16, C. I. Pigment Blue 22, C. I. Vat Blue 4 und C. I. Vat Blue 6 ein. Zudem können sie jene sein, welche für die vorliegende Erfindung frisch hergestellt werden.
– Dispergiermittel für das Pigment –
Als ein Dispergiermittel für ein Pigment in der vorliegenden Erfindung kann jedes wasserlösliche Harz eingesetzt werden, solange es ein Pigment stabil in Wasser oder einem wässrigen Medium durch die Wirkung einer anionischen Gruppe dispergieren kann. Allerdings sind jene mit einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht im Bereich von 1.000 bis 30.000 und mehr bevorzugt von 3.000 bis 15.000 besonders bevorzugt. Spezielle Beispiele für solche wasserlöslichen Harze schließen Blockcopolymere, Pfropfcopolymere und statistische Copolymere bestehend aus wenigstens zwei Monomeren ausgewählt aus hydrophoben Monomeren wie etwa Styrol, Styrolderivaten, Vinylnaphthalin, Vinylnaphthalinderivaten und aliphatischen Alkoholestern von α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren und hydrophilen Monomeren wie etwa Acrylsäure und Derivaten davon, Maleinsäure und Derivaten davon, Itaconsäure und Derivaten davon und Fumarsäure und Derivaten davon sowie Salze dieser Copolymere ein. Diese Harze sind im Alkalischen lösliche Harze, welche sich in einer wässrigen Lösung einer Base lösen.
Daneben können Homopolymere bestehend aus einem hydrophilen Monomer oder Salze davon ebenfalls eingesetzt werden. Des Weiteren können wasserlösliche Harze wie etwa Polyvinylalkohol, Carboxymethylcellulose und Kondensate von Naphthalinsulfonsäure und Formaldehyd ebenfalls eingesetzt werden. Allerdings hat die Verwendung eines im Alkalischen löslichen Harzes den Vorteil, dass sich die Viskosität der resultierenden Dispersion verringert und der Dispergiervorgang einfacher wird. Diese wasserlöslichen Harze werden bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 5 Gew.-% basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte eingesetzt.
Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Pigmenttinten werden zubereitet, indem solch ein Pigment und ein wasserlösliches Harz, wie sie vorstehend beschrieben wurden, in einem wässrigen Medium dispergiert oder gelöst werden. Das bevorzugt in den Pigmenttinten eingesetzte wässrige Medium ist eine Lösungsmittelmischung aus Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel. Für das Wasser ist es bevorzugt, destilliertes Wasser (entionisiertes Wasser) anstelle von Leitungswasser, welches verschiedene Ionen enthält, einzusetzen.
Wenn das Dispergiermittel kein anionisches Polymer ist, ist es bevorzugt, des Weiteren eine anionische Verbindung zu den vorstehend beschriebenen pigmenthaltigen Tinten zuzusetzen. Beispiele für solche anionischen Verbindungen schließen niedermolekulare anionische oberflächenaktive Mittel ebenso wie hochmolekulare Substanzen wie etwa die vorstehend beschriebenen, im Alkalischen löslichen Harze ein.
Spezielle Beispiele für die niedermolekularen anionischen oberflächenaktiven Mittel schließen Dinatriumlaurylsulfosuccinat, Dinatriumpolyoxyethylenlauroylethanolamidsulfosuccinat, Dinatriumpolyoxyethylenalkylsulfosuccinate, ein carboxyliertes Polyoxyethylenlaurylethernatriumsalz, ein carboxyliertes Polyoxyethylentridecylethernatriumsalz, Natriumpolyoxyethylenlaurylethersulfat, Triethanolaminpolyoxyethylenlaurylethersulfat, Natriumpolyoxyethylenalkylethersulfate, Natriumalkylsulfate und Triethanolaminalkylsulfate ein. Allerdings sind die niedermolekularen anionischen oberflächenaktiven Mittel nicht auf diese Verbindungen beschränkt. Die verwendete Menge solch einer anionischen Substanz wie vorstehend beschrieben liegt bevorzugt in einem Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-% und mehr bevorzugt von 0,05 bis 5 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte.
– Selbstdispergierendes Pigment –
Als ein Pigment, welches in den anionischen Tinten einsetzbar ist, kann ein selbstdispergierendes Pigment verwendet werden, welches in Wasser oder einem wässrigen Medium ohne Verwendung irgendeines Dispergiermittels dispergiert werden kann. Das selbstdispergierende Pigment ist ein Pigment mit wenigstens einer Art von anionischer hydrophiler Gruppe, welche direkt oder über eine weitere Atomgruppe an die Oberfläche gebunden ist. Die anionische hydrophile Gruppe kann wenigstens eine ausgewählt aus z. B. den folgenden hydrophilen Gruppen sein:
-COOM, -SO₃M, -SO₂NH₂, -PO₃HM und -PO₃M₂,
wobei M Wasserstoff, ein Alkalimetall, Ammonium oder organisches Ammonium ist und die verbrückende weitere Atomgruppe einer Alkylengruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine Phenylengruppe, welche substituiert sein kann, oder eine Naphthylengruppe, welche substituiert sein kann, sein kann.
Da das vorstehend beschriebene Pigment, welches durch Einführen der hydrophilen Gruppe an der Pigmentoberfläche anionisch aufgeladen ist, aufgrund der Abstoßung von deren Ion in Wasser eine hervorragende Dispergierbarkeit zeigt, verbleibt es in stabiler Weise im dispergierten Zustand, ohne dass irgendein Dispergiermittel oder dergleichen zugesetzt ist, selbst wenn es in einer wässrigen Tinte enthalten ist. Als das Pigment ist Ruß besonders bevorzugt.
– Additivkomponenten in der Tinte –
Neben den vorstehenden Komponenten können wie erforderlich ein oberflächenaktives Mittel, ein Antischaummittel, ein Antiseptikum und dergleichen zu den Pigmenttinten zugesetzt sein, um sie als Tinten mit erwünschten physikalischen Eigenschaften bereitzustellen.
Beispiele für das oberflächenaktive Mittel schließen anionische oberflächenaktive Mittel wie etwa Fettsäuresalze, Salze höherer Schwefelsäurealkoholester, Salze von Flüssigfettölschwefelsäureestern und Alkylarylsulfonsäuresalze sowie nicht-ionische oberflächenaktive Mittel wie etwa Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylester, Polyoxyethylensorbitanalkylester, Acetylenalkohol und Acetylenglykol ein. Eines oder mehrere dieser oberflächenaktiven Mittel können für die Verwendung geeignet ausgewählt werden. Von diesen oberflächenaktiven Mitteln werden Acetylenalkohole und Acetylenglykole in geeigneter Weise eingesetzt, da sie eine hervorragende Wirkung auf die Eindringfähigkeit in ungestrichenes Papier sowie auf die Steuerung der Schaumbildung der Tinte haben. Die Menge des eingesetzten oberflächenaktiven Mittels variiert entsprechend der Arten des verwendeten Dispergiermittels, aber sie liegt wünschenswerter Weise innerhalb eines Bereichs von 0,01 bis 5 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte. Es ist bevorzugt, dass die Menge des zugesetzten oberflächenaktiven Mittels auf solche eine Weise bestimmt ist, dass die Oberflächenspannung der resultierenden Tinte wenigstens 30 mN/m (dyn/cm) beträgt, da das Auftreten eines verformten Drucks (ungenaues Auftreffen der Tinte) aufgrund einer Benetzung einer Öffnung in einem in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Tintenstrahlaufzeichnungssystem in effektiver Weise verhindert werden kann.
Pigmenttinten, wie sie vorstehend beschrieben wurden, werden wie folgt zubereitet. Zuerst wird ein Pigment zu einer wässrigen Lösung zugegeben, welche wenigstens Wasser und ein Harz als ein Dispergiermittel enthält. Die Mischung wird gerührt und dann durch eine später beschriebene Dispergiereinrichtung dispergiert und, wenn notwendig, zentrifugiert, um eine erwünschte Dispersion zu erhalten. Andere Komponenten, wie sie vorstehend erwähnt wurden, werden dann zu der Dispersion zugegeben und eingerührt, um eine Tinte zuzubereiten.
Wenn ein im Alkalischen lösliches Harz eingesetzt wird, wird bevorzugt eine Base oder ein Amin zugesetzt, um das Harz in der Dispersion zu lösen. In diesem Fall ist das Amin oder die Base bevorzugt wenigstens in einer Menge zugesetzt, welche sich aus dem Säurewert des Harzes entsprechend der folgenden Gleichung berechnet. Menge (g) des Amins oder der Base = {(Säurewert des Harzes) × (Molekulargewicht des Amins oder der Base) × (Harzmenge) (g)}/5600.
Es ist wirksam, vor dem Dispergieren eine Pigmentsuspension für wenigstens 30 Minuten vorzumischen. Dieses Vormischen dient dazu, die Benetzbarkeit der Oberfläche des Pigments zu verbessern und die Adsorption des Dispergiermittels auf der Pigmentoberfläche zu erleichtern.
Bevorzugte Beispiele für die Base, welche zu der Dispersion zuzusetzen ist, welche das im Alkalischen lösliche Harz als ein Dispergiermittel enthält, schließen organische Basen wie etwa Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Aminomethylpropanol und Ammoniak sowie anorganische Basen wie etwa Kaliumhydroxid und Natriumhydroxid ein.
Jede herkömmliche Dispergiervorrichtung kann als eine Dispergiervorrichtung eingesetzt werden, um die Pigmenttinte zuzubereiten. Beispiele dafür schließen Kugelmühlen, Sandmühlen, etc. ein. Von diesen Mühlen kann eine Hochgeschwindigkeitssandmühle bevorzugt eingesetzt werden, wie etwa Super Mill, Sand Grinder, Beads Mill, Agitator Mill, Grain Mill, dyno Mill, Pearl Mill und Coball Mill (welches alles Handelsbezeichnungen sind).
Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Tinte kann des Weiteren wie erforderlich ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel, ein oberflächenaktives Mittel, ein den pH einstellendes Mittel, ein Rostschutzmittel, ein Antioxidationsmittel, einen Verdampfungsbeschleuniger, einen Chelatbildner und ein wasserlösliches Polymer etc. enthalten.
Das in der vorliegenden Erfindung zum Lösen oder Dispergieren des Farbmittels verwendete flüssige Medium ist bevorzugt eine Mischung aus Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel. Spezielle Beispiele für das wasserlösliche organische Lösungsmittel schließen Alkylalkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wie etwa Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, sec-Butylalkohol und tert-Butylalkohol, Amide wie etwa Dimethylformamid und Dimethylacetamid, Ketone wie etwa Aceton, Ether wie etwa Tetrahydrofuran und Dioxan, Polyalkylenglykole wie etwa Polyethylenglykol und Polypropylenglykol, Alkylenglykole, deren Alkyleneinheit 2 bis 6 Kohlenstoffatome aufweist, wie etwa Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Triethylenglykol, Thiodiglykol, Hexylenglykol und Diethylenglykol, 1,2,6-Hexantriol, Glycerin, niedere Alkylether mehrwertiger Alkohole wie etwa Ethylenglykolmonomethyl- (oder -monoethyl)ether und Diethylenglykolmonomethyl- (oder -monoethyl)ether, N-Methyl-2-pyrrolidon, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, Sulfolan, Dimethylsulfoxid, zyklische Amidverbindungen wie etwa 2-Pyrrolidon und ε-Caprolactam sowie Imidverbindungen wie etwa Succinimid ein.
Der Gehalt des wasserlöslichen organischen Lösungsmittels in jeder Tinte liegt im Allgemeinen in einem Bereich von 1 bis 40 Gew.-% und bevorzugt von 3 bis 30 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte, während der Wassergehalt in der Tinte in einem Bereich von 30 bis 95 Gew.-% liegt. Wenn die Wassermenge weniger als 30 Gew.-% beträgt, verschlechtert sich die Löslichkeit des Farbmittels und die Viskosität der resultierenden Tinte nimmt zu. Es ist daher nicht bevorzugt, Wasser in solch einer geringen Menge einzusetzen. Wenn andererseits die Wassermenge größer als 95 Gew.-% ist, liegt zu viel verdampfende Komponente vor, um die Fixiereigenschaften in ausreichender Weise zu erzielen.
Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzten anionischen Tinten können zudem für allgemeine wasserlösliche Schreibwaren eingesetzt werden, sind aber besonders geeignet zur Verwendung in einem Tintenstrahlaufzeichnungssystem von einem Typ, bei dem eine Tinte durch das Blasenbildungsphänomen der Tinte, welches durch thermische Energie hervorgerufen wird, ausgestoßen wird. Dieses Aufzeichnungssystem weist ein Merkmal auf, dass der Ausstoß der Tinte extrem stabil wird und keine Satellitenpünktchen erzeugt werden. In diesem Fall können die thermischen Eigenschaften (zum Beispiel die spezifische Wärme, der thermische Ausdehnungskoeffizient, die Wärmeleitfähigkeit, etc.) der Tinten in einigen Fällen allerdings eingeregelt sein.
Kationische Tinte
Nun wird eine wässrige kationische Tinte beschrieben, welche in Kombination mit einer vorstehend beschriebenen anionischen flüssigen Zusammensetzung einen Tintensatz der vorliegenden Erfindung bildet. Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzte kationische Tinte enthält einen wasserlöslichen Farbstoff mit einer kationischen Gruppe als ein Farbmittel. Wenn ein wasserunlöslicher Farbstoff oder ein Pigment als ein Farbmittel eingesetzt wird, wird bevorzugt in Kombination mit dem Farbmittel eine kationische Verbindung eingesetzt. Zusätzlich zu dem Farbmittel enthält die kationische Tinte in der vorliegenden Erfindung des Weiteren wie erforderlich Wasser, ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel und andere Komponenten, z. B. ein die Viskosität modifizierendes Mittel, ein den pH einstellendes Mittel, ein Antiseptikum, ein oberflächenaktives Mittel, ein Antioxidationsmittel, Rostschutzmittel, Antiformmittel, Verdampfungsbeschleuniger, Chelatbildner und wasserlösliche Polymere zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Komponenten, etc. Diese einzelnen Komponenten für die Tinte werden hiernach beschrieben.
– Wasserlöslicher Farbstoff –
Die wasserlöslichen Farbstoffe mit einer kationischen Gruppe, welche in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, unterliegen keiner speziellen Beschränkung, solange sie im Farbindex aufgeführt werden. In dem Farbindex nicht aufgeführte Farbstoffe können ebenfalls ohne irgendeine spezielle Beschränkung eingesetzt werden, solange sie eine kationische Gruppe aufweisen. Die hier verwendeten wasserlöslichen Farbstoffe schließen jene mit einer vom pH abhängigen Löslichkeit ein.
– Pigment –
Ein weiterer Aspekt der wässrigen anionischen Tinte ist eine Tinte, welche anstelle eines beschriebenen wasserlöslichen Farbstoffs mit einer kationischen Gruppe ein Pigment und eine kationische Verbindung enthält. Sie enthält des Weiteren Wasser, ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel und andere optionale Komponenten wie etwa ein die Viskosität modifizierendes Mittel, ein den pH einstellendes Mittel, ein Antiseptikum, ein oberflächenaktives Mittel und ein Antioxidationsmittel. In solch einer Tinte kann die kationische Verbindung als ein Dispergiermittel für das Pigment enthalten sein. Das Dispergiermittel für das Pigment muss nicht kationisch sein, solange die Tinte eine kationische Verbindung enthält. Wenn das Dispergiermittel kationisch ist, kann selbstverständlich eine weitere kationische Verbindung zugesetzt sein. Die in der vorliegenden Erfindung verwendbaren Pigmente unterliegen keiner speziellen Beschränkung. Pigmente, die bei dem Aspekt der anionischen Tinte beschrieben wurden, können geeignet eingesetzt werden.
– Dispergiermittel für das Pigment –
Als ein Dispergiermittel für ein Pigment kann in der vorliegenden Erfindung irgendein wasserlösliches Harz eingesetzt werden, solange es ein Pigment in Wasser oder einem wässrigen Medium durch die Wirkung einer kationischen Gruppe stabil dispergieren kann. Spezielle Beispiele dafür können jene einschließen, welche durch Polymerisation eines Vinylmonomers erhalten werden und in wenigstens einem Teil des resultierenden Polymers kationisch sind. Beispiele für ein kationisches Monomer zur Ausbildung der kationischen Einheit schließen Salze von solchen tertiären Aminmonomeren, wie sie nachstehend beschrieben sind, und quaternär ausgebildete Produkte davon ein.
Und zwar werden N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat [CH₂=C(CH₃)-COO-C₂H₄N(CH₃)₂], N,N-Dimethylaminoethylacrylat [CH₂=CH-COO-C₂H₄N(CH₃)₂], N,N-Dimethylaminopropylmethacrylat [CH₂=C(CH₃)-COO-C₃H₆N(CH₃)₂], N,N-Dimethylaminopropylacrylat [CH₂=CH-COO-C₃H₆N(CH₃)₂], N,N-Dimethylacrylamid [CH₂=CH-CON(CH₃)₂], N,N-Dimethylmethacrylamid [CH₂=C(CH₃)-CON(CH₃)₂], N,N-Dimethylaminoethylacrylamid [CH₂=CH-CONHC₂H₄N(CH₃)₂], N,N-Dimethylaminoethylmethacrylamid [CH₂=C(CH₃)-CONHC₂H₄N(CH₃)₂], N,N-Dimethylaminopropylacrylamid [CH₂=CH-CONH-C₃H₆N(CH₃)₂] und N,N-Dimethylaminopropylmethacrylamid [CH₂=C(CH₃)-CONH-C₃H₆N(CH₃)₂] erwähnt.
Im Falle eines tertiären Amins schließen Beispiele für eine Verbindung zur Erzeugung eines Salzes Salzsäure, Schwefelsäure und Essigsäure ein. Beispiele für eine Verbindung, welche beim quaternären Ausbilden eingesetzt wird, schließen Methylchlorid, Dimethylschwefelsäure, Benzylchlorid und Epichlorhydrin ein. Von diesen sind Methylchlorid und Dimethylschwefelsäure zur Herstellung eines in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Dispergiermittels bevorzugt. Solche vorstehend beschriebenen tertiären Aminsalze oder quaternären Ammoniumverbindungen verhalten sich in Wasser wie ein Kation, und unter neutralisierten Bedingungen sind sie in einem sauren Bereich stabil löslich. Der Gehalt dieser Monomere in dem Copolymer liegt bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 60 Gew.-%.
Beispiele für andere Monomere, welche bei der Erzeugung des vorstehend beschriebenen hochmolekularen Dispergiermittels eingesetzt werden, schließen hydrophobe Monomere, z. B. Acrylsäureester mit einer Hydroxygruppe wie etwa 2-Hydroxyethylmethacrylat, Acrylsäureester mit einer Seitenkette bestehend aus einer langen Ethylenoxidkette und Styrolmonomere sowie in Wasser bei einem pH von etwa 7 lösliche wasserlösliche Monomere wie etwa Acrylamide, Vinylether, Vinylpyrrolidone, Vinylpyridine und Vinyloxazolidine ein. Als die hydrophoben Monomere können Styrol, Styrolderivate, Vinylnaphthalin, Vinylnaphthalinderivate, (Meth)acrylsäurealkylester und Acrylnitril eingesetzt werden. In dem durch die Copolymerisation erhaltenen hochmolekularen Dispergiermittel wird das wasserlösliche Monomer für eine Stabilität des Copolymers in einer wässrigen Lösung im Bereich von 15 bis 35 Gew.-% eingesetzt, und das hydrophobe Monomer wird zur Vergrößerung der dispergierenden Wirkung des Copolymers auf das Pigment im Bereich von 20 bis 40 Gew.-% eingesetzt.
– Selbstdispergierendes Pigment –
Als ein kationisch aufgeladener Ruß können jene mit wenigstens einer hydrophilen Gruppe ausgewählt aus den folgenden quaternären Ammoniumgruppen, welche direkt oder über eine weitere Atomgruppe an deren Oberfläche gebunden sind, eingesetzt werden. Allerdings sind die hydrophilen Gruppen in der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. -SO₂N⁺H₃, -SO₂N⁺H₂COR, -N⁺H₃, -N⁺R₃,
wobei R eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylgruppe ist. Im Übrigen können die vorstehend erwähnten kationischen Gruppen als ein Gegenion zum Beispiel NO₃ ^– oder CH₃COO^– aufweisen.
Ein Zubereitungsverfahren für einen auf Grund seiner hydrophilen Gruppe selbstdispergierenden, kationisch aufgeladenen Ruß wird durch ein Verfahren des Einführens einer N-Ethylpyridylgruppe:
an einem Pigment durch Behandeln von Ruß mit 3-Amino-N-ethylpyridiniumbromid erläutert.
Da das Pigment, welches durch Einführen der hydrophilen Gruppe an der Pigmentoberfläche auf die vorstehend beschriebene Weise kationisch aufgeladen ist, durch die Abstoßung von deren Ion in Wasser eine hervorragende Dispergierbarkeit zeigt, verbleibt es in stabiler Weise im dispergierten Zustand, ohne dass irgendein Dispergiermittel oder dergleichen zugesetzt ist, selbst wenn es in einer wässrigen Tinte enthalten ist. Ruß ist als das Pigment speziell bevorzugt.
<Zusätze in der Tinte>
Andererseits können, um eine Tinte mit erwünschten physikalischen Eigenschaften zu erhalten, zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Komponenten ein oberflächenaktives Mittel, ein Antischaummittel oder ein Antiseptikum zu der Tinte zugesetzt sein. Die Tinte kann ein käufliches Wasserlösliches enthalten.
Beispiele für das oberflächenaktive Mittel sind kationische oberflächenaktive Mittel wie etwa Verbindungen des primären, sekundären und tertiären Aminsalztyps, speziell Hydrochloride, Acetate und dergleichen von Laurylamin, Palmamin, Stearylamim, Kolophoniumamin und dergleichen, Verbindungen des quaternären Ammoniumsalztyps, speziell Lauryltrimethylammoniumchlorid, Cetyltrimethylammoniumchlorid, Lauryldimethylbenzylammoniumchlorid, Benzyltributylammoniumchlorid, Benzalkoniumchlorid und dergleichen, pyridiniumsalzartige Verbindungen, speziell Cetylpyridiniumchlorid, Cetylpyridiniumbromid und dergleichen, imidazolinartige kationische Verbindungen, speziell 2-Heptadecenylhydroxyethylimidazolin und dergleichen, sowie Ethylenoxidaddukte höherer Alkylamine, speziell Dihydroxyethylstearylamin und dergleichen, und amphotere oberflächenaktive Mittel, welche in dem festgelegten pH-Bereich kationische Eigenschaften zeigen, können eingesetzt werden. Speziell werden als Beispiele für aminosäureartige amphotere oberflächenaktive Mittel zum Beispiel Verbindungen des R-NH-CH₂-CH₂-COOH-Typs, Verbindungen des Betaintyps, speziell carbonsäuresalzartige amphotere oberflächenaktive Mittel wie etwa Stearyldimethylbetain, Lauryldihydroxyethylbetain und dergleichen und zusätzlich amphotere oberflächenaktive Mittel wie etwa vom Sulfatestertyp, vom Sulfonatestertyp, vom Phosphatestertyp und dergleichen angegeben. Zusätzlich sind als nicht-ionische oberflächenaktive Mittel Beispiele für die nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel zum Beispiel Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylester, Polyoxyethylensorbitanalkylester, Acetylenalkohole, Acetylenglykole und dergleichen. In der vorliegenden Erfindung kann eine Spezies oder können zwei oder mehr Spezies dieser Verbindungen für die Verwendung geeignet ausgewählt werden. Von den vorstehend beschriebenen können insbesondere Acetylenalkohole und Acetylenglykole bevorzugt eingesetzt werden, damit sich eine hervorragende Wirkung der Eindringfähigkeit in das ungestrichene Papier sowie eine gute Schaumeigenschaft zeigen. Die verwendete Menge davon verändert sich entsprechend des verwendeten oberflächenaktiven Mittels, und 0,05 bis 5 Massen der Gesamtmasse der flüssigen Zusammensetzung sind bevorzugt, um eine ausreichende Eindringfähigkeit zu realisieren.
– Oberflächenspannung der Tinte –
Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzten kationischen Tinten können bevorzugt so eingeregelt sein, dass sie als ihnen bei 25°C eigene physikalische Eigenschaften eine Oberflächenspannung von 30 bis 68 mN/m (dyn/cm) und eine Viskosität von 15 mPa·s (cP) oder niedriger, bevorzugt 10 mPA·s (cP) oder niedriger und mehr bevorzugt 5 mPa·s (cP) oder niedriger aufweisen, unter den Gesichtspunkten, die Eindringfähigkeit der Tinten in gedruckten Bildern, wenn auf ungestrichenem Papier oder dergleichen gedruckt wird, zu verbessern und zugleich einen guten Abgleich der Tinten mit einem Tintenstrahlkopf zu erreichen.
<Verfahren zur Erzeugung des gefärbten Abschnitts auf dem Aufzeichnungsmedium>
Das Verfahren zur Erzeugung des gefärbten Abschnitts auf dem Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben. Das Verfahren zur Erzeugung des gefärbten Abschnitts auf dem Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Schritt (i) zum Auftragen einer anionischen oder kationischen Tinte auf Wasserbasis, welche das Farbmittel enthält, auf das Aufzeichnungsmedium und den Schritt (ii) zum Auftragen einer flüssigen Zusammensetzung, welche feine Teilchen, deren Oberfläche so aufgeladen ist, dass sie die zu der Tinte entgegengesetzte Polarität aufweist, in einem dispergierten Zustand enthält, auf das Aufzeichnungsmedium, wobei auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums die Tinte auf Wasserbasis und die flüssige Zusammensetzung im flüssigen Zustand miteinander in Kontakt treten. Das Verfahren zum Auftragen der Tinte auf Wasserbasis und der wie vorstehend beschrieben zusammengesetzten flüssigen Zusammensetzung auf das Aufzeichnungsmedium wird nachstehend beschrieben.
Das Verfahren zur Erzeugung des gefärbten Abschnitts auf dem umfasst einen Schritt (i) des Auftragens solch einer flüssigen Zusammensetzung, wie vorstehend beschrieben, auf ein Aufzeichnungsmedium und einen Schritt (ii) des Auftragens der anionischen oder kationischen wässrigen Tinte, welche ein Farbmittel enthält, auf das Aufzeichnungsmedium, wobei die flüssige Zusammensetzung auf einen bilderzeugenden Bereich oder auf einen bilderzeugenden Bereich und in dessen Nähe aufgetragen wird, sodass sich ein gegenseitiger Kontakt zwischen der Tinte und der flüssigen Zusammensetzung im flüssigen Zustand ergibt. Hierbei meint der Begriff "bilderzeugender Bereich" einen Bereich, in welchem die Tintenpunkte aufgetragen werden, und der Begriff "die Nähe des bilderzeugenden Bereichs" meint einen Außenbereich, welcher vom bilderzeugenden Bereich etwa 1 bis 5 Punkte entfernt ist.
Bei dem Verfahren der Erzeugung eines gefärbten Abschnitts auf dem Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung können die flüssige Zusammensetzung und die Tinte durch irgendein Verfahren aufgetragen werden, solange sie im Flüssig-Flüssig-Zustand miteinander in Kontakt kommen. Es tritt kein Problem auf, wenn entweder die flüssige Zusammensetzung oder die Tinte zuerst auf das Aufzeichnungsmediums aufgetragen wird. Zum Beispiel kann der Schritt (ii) nach dem Schritt (i) durchgeführt werden, oder der Schritt (i) kann nach dem Schritt (ii) durchgeführt werden. Es ist zudem bevorzugt, dass der Schritt (i) nach dem Schritt (ii) durchgeführt wird, und dann der Schritt (ii) erneut wiederholt wird. Wenn die flüssige Zusammensetzung zuerst auf das Aufzeichnungsmedium aufgetragen wird, unterliegt die Zeitspanne zwischen dem Auftragen der Zusammensetzung und dem Auftragen der Tinte keiner speziellen Beschränkung. Allerdings ist es bevorzugt, die Tinte zum im Wesentlichen gleichen Zeitpunkt oder innerhalb einiger Sekunden auf das Aufzeichnungsmedium aufzutragen, zu dem Zweck, sie in einem flüssigen Zustand miteinander in Kontakt zu bringen.
– Aufzeichnungsmedium –
Das in dem vorstehend beschriebenen, bilderzeugenden Tintenstrahlverfahren eingesetzte Aufzeichnungsmedium unterliegt keiner speziellen Beschränkung, und das herkömmlich eingesetzte ungestrichene Papier wie etwa Kopierpapier und Hartpostpapier wird bevorzugt eingesetzt. Selbstverständlich können gestrichenes Papier, welches speziell für das Tintenstrahlaufzeichnen hergestellt ist, oder dünne transparente Schichten für Overheadprojektoren ebenfalls bevorzugt eingesetzt werden. Daneben können holzfreies Papier für allgemeine Zwecke und Kunstdruckpapier ebenfalls bevorzugt eingesetzt werden.
– Verfahren zum Auftragen der flüssigen Zusammensetzung –
Obwohl die flüssige Zusammensetzung auf das Aufzeichnungsmediums durch zum Beispiel eine Sprühvorrichtung, eine Walze oder dergleichen aufgetragen werden kann, wird bevorzugt ein Tintenstrahlsystem eingesetzt, um die flüssige Zusammensetzung selektiv und gleichmäßig nur auf den bilderzeugenden Bereich einschließlich oder nicht einschließlich des Nachbarbereiches aufzutragen. Hier können verschiedene Arten von Tintenstrahlaufzeichnungssystemen eingesetzt werden, aber besonders bevorzugt ist ein System, in welchem ein Tintentröpfchen durch eine Blase ausgestoßen wird, welche durch thermische Energie erzeugt wird.
<Tintenstrahlaufzeichnungsgerät>
Als Nächstes wird ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Tintestrahlaufzeichnungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es einen tintenhaltigen Teil, in welchem die anionische oder kationische Tinte auf Wasserbasis, welche das Farbmittel enthält, enthalten ist, eine erste Aufzeichnungseinheit mit einem Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen der Flüssigkeit, einen die flüssige Zusammensetzung enthaltenen Teil, welcher die vorstehend beschriebene flüssige Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, bevorzugt die flüssige Zusammensetzung, in welcher die feinen Teilchen auf ihrer Oberfläche zu der entgegengesetzten Polarität zu jener der Tinte auf Wasserbasis elektrifiziert sind, wie es vorstehend beschrieben wurde, im dispergierten Zustand enthalten sind, und eine zweite Aufzeichnungseinheit mit dem Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen der flüssigen Zusammensetzung umfasst.
Diese werden nachstehend beschrieben. Die 1 ist eine diagrammatische Perspektivansicht, welche ein Beispiel für einen schematischen Aufbau des Tintenstrahldruckgeräts zeigt, welches durch Einsatz der vorliegenden Erfindung ausgestaltet wurde. In der 1 ist das Bezugszeichen 1 eine Kartusche, welche einen Druckkopf zum Drucken durch Ausstoßen der Tinte bildet, und das Bezugszeichen 2 ist die Kartusche, welche einen flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopf zum Ausstoßen der flüssigen Zusammensetzung bildet. In dem veranschaulichten Beispiel werden vier Kartuschen 1 zum Drucken unter Einsatz von Tinten mit unterschiedlichen Farben und eine Kartusche 2 zum Ausstoßen der flüssigen Zusammensetzung eingesetzt.
Die Kartuschen 1 zum Drucken weisen eine Struktur auf, bei welcher ein Tintenbehälterteil und ein Tintenausstoßteil (der Druckteil) auf einem oberen Teil bzw. einem unteren Teil davon gehalten werden. Die Kartusche 2 zum Ausstoßen der flüssigen Zusammensetzung weist die Struktur auf, in welcher ein Behälterteil für flüssige Zusammensetzung und ein flüssige Zusammensetzung ausstoßender Teil auf deren oberen Teil bzw. deren unteren Teil gehalten werden. Zusätzlich weisen diese Kartuschen 1 und 2 Anschlüsse zum Empfangen von Steuersignalen und anderen Signalen auf. Das Bezugszeichen 3 ist ein Schlitten.
Auf dem Schlitten 3 werden vier der Kopfkartuschen (Druckkopf) 1 zum Drucken unter Verwendung von Tinten mit unterschiedlichen Farben und eine Kopfkartusche (flüssige Zusammensetzung ausstoßender Kopf) 2 zum Ausstoßen der flüssigen Zusammensetzung durch Positionieren gehalten. Andererseits weist der Schlitten 3 eine Anschlusshalterung zum Übermitteln eines Signals und dergleichen auf, um jeden von dem Druckkopf 1 und dem flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopf 2 anzusteuern, und er ist durch die Anschlusshalterung mit jeder der Kopfkartuschen 1 und 2 elektrisch verbunden.
Der Druckkopf 1 enthält Tinten mit jeweils unterschiedlichen Farben, zum Beispiel gelbe (Y), magentafarbene (M), cyanfarbene (C) und schwarze (B) Tinte. In diesen Figuren werden die Kopfkartuschen (Druckkopf) 1Y, 1M, 1C und 1B in dieser Reihenfolge von der linken Seite der Veranschaulichung zum Drucken einer jeden gelben, magentafarbenen, cyanfarbenen und schwarzen Tinte gehalten, und auf der Seite des rechten Endes wird die Kopfkartusche (flüssige Zusammensetzung ausstoßender Kopf) 2, in welcher die vorstehend beschriebene flüssige Zusammensetzung enthalten ist, gehalten, um die flüssige Zusammensetzung auszustoßen.
In der 1 ist das Bezugszeichen 4 eine Abtastschiene, welche sich zu einer Hauptabtastrichtung des Schlittens 3 erstreckt und den Schlitten gleitend trägt, und das Bezugszeichen 5 ist ein Steuerband, welches eine Steuerkraft übermittelt, um den Schlitten 3 vor- und rückwärts zu bewegen. Andererseits sind die Bezugszeichen 6, 7 und 8, 9 jeweils Paare von Förderwalzen, welche vor und hinter einer Position des Druckens durch den Druckkopf angeordnet sind, um das Aufzeichnungsmediums 10 zu befördern, indem es gehalten wird. Das Aufzeichnungsmediums 10 wie etwa Papier wird so geführt und getragen, dass eine Schreibmaschinenwalze (nicht veranschaulicht) dagegen gedrückt wird, um eine Druckfläche in dem Teil der Druckposition flach einzuregulieren. Hier ist eine Ausstoßöffnungsfläche einer jeden der Kopfkartuschen (Kopf) 1 und 2, welche auf dem Schlitten 3 gehalten werden, so angepasst, dass sie, zwischen den Walzen 7 und 9 positioniert, von dem Schlitten 3 zum Befördern des Aufzeichnungsmediums abwärts gerichtet ist und entlang des Aufzeichnungsmediums 10, welches gegen die Führungsfläche der Schreibmaschinenwalze (nicht veranschaulicht) gedrückt ist, diesem gegenüber steht.
Um eine Grundposition herum, welche in der linksseitigen Außenseite des Druckbereichs des Tintenstrahldruckgeräts der Figur festgelegt ist, ist eine Widerherstellungseinheit 11 installiert. In der Wiederherstellungseinheit 11 sind vier Deckel 12, welche dem Druckkopf (Kopfkartuschen) 1Y, 1M, 1C und 1B entsprechen, und ein Deckel 13, welcher dem eine flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopf (Kopfkartusche) 2, in welchem die vorstehend beschriebene flüssige Zusammensetzung enthalten ist, um die flüssige Zusammensetzung auszustoßen, entspricht, vertikal auf- und abwärtsbeweglich installiert.
Und wenn sich der Schlitten 3 in der Grundposition befindet, sind die Deckel 12 und 13, welche den Flächen entsprechen, welche die Ausstoßöffnungen eines jeden Kopfes 1 und 2 bilden, durch Anpressen eingepasst, und somit werden die Ausstoßöffnungen eines jeden Kopfes 1 und 2 abgedichtet (bedeckt). Durch das Bedecken wird ein Eindicken und Anhaften der Tinte durch Verdampfen eines Lösungsmittels der Tinte in der Ausstoßöffnung verhindert, was zu einem Verhindern des Auftretens eines fehlerhaften Ausstoßes führt.
Andererseits weist die Rückgewinnungseinheit 11 eine Saugpumpe 14, welche mit jedem Deckel 12 in Verbindung steht, und die Saugpumpe 15, welche mit dem Deckel 13 in Verbindung steht, auf. Diese Pumpen 14 und 15 werden, wenn ein fehlerhafter Ausstoß in dem Druckkopf 1 und dem flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopf 2 auftritt, zum Bedecken jener Flächen, welche die Ausstoßöffnungen bilden, mit den Deckeln 12 und 13 eingesetzt, um Saug- und Wiederherstellungsabläufe durchzuführen. Zusätzlich sind in der Wiederherstellungseinheit 11 zwei Wischelemente (Blätter) 16 und 17 aus einem elastischen Element wie etwa einem Kautschuk installiert. Das Blatt 16 wird von einer Blatthalterung 18 gehalten, und das Blatt 17 wird von einer Blatthalterung 19 gehalten.
In dem schematischen Diagramm der vorliegenden Erfindung werden beide vorstehend beschriebenen Blatthalterungen 18 und 19 durch einen Blatt bewegenden Mechanismus (nicht veranschaulicht), welcher unter Einsatz einer Bewegung des Schlittens 3 angesteuert wird, auf- und abwärts bewegt, und daher bewegen sich die vorstehend beschrieben Blätter 16 und 17 zwischen einer vorgeschobenen Position (einer Wischposition), sodass Fremdsubstanz und die Tinte, welche an die Flächen anhaften, welche die Ausstoßöffnungen der Köpfe (Kartusche) 1 und 2 bilden, abgewischt werden, und einer zurückgezogenen (herunterbewegten) Position (einer Grundposition) bewegt, sodass kein Kontakt mit den Flächen hervorgerufen wird, welche die Ausstoßöffnungen bilden. Hierbei sind das Blatt 16 zum Wischen des Druckkopfes 1 und das Blatt 17 zum Wischen des flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopfes 2 unabhängig voneinander ausgestaltet, sodass sie sich einzeln auf- und abwärts bewegen.
Und wenn sich der Schlitten 3 in der 1 von der rechten Seite (Druckbereichsseite) zu der Grundpositionsseite bewegt oder sich von der Grundpositionsseite zu der Druckbereichsseite bewegt, stößt das Blatt 16 gegen die Flächen an, welche die Ausstoßöffnung eines jeden Druckkopfes 1 bilden, und stößt das Blatt 17 gegen die Flächen an, welche die Ausstoßöffnung des flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopfes 2 bilden, sodass sie sich relativ bewegen, was zu einer Wischbewegung jener Flächen führt, welche die Ausstoßöffnungen bilden.
Die 2 ist eine diagrammatische Perspektivansicht, welche den Druckkopf (Kopfkartusche) 1 einer Struktur zeigt, welche durch ein einstückiges Ausgestalten des Tintenausstoßteils mit dem Tintenbehälter hergestellt ist. Im Übrigen weist der flüssige Zusammensetzung ausstoßende Kopf 2, abgesehen davon, dass die gespeicherte und verwendete Flüssigkeit die flüssige Zusammensetzung ist, im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie jenen des Druckkopfes 1 auf. Der Druckkopf 1 in der 2 weist den Tintenbehälterteil 21 und den Tintenausstoßteil (Druckkopfteil) 22 in dessen oberen Teil bzw. unteren Teil auf und empfängt ein Steuerungssignal und andere Signale, um den Tintenausstoßteil 22 anzusteuern, und weist zudem einen Kopfseitenanschluss 23 auf, um ein Tintenrestdetektionssignal auszugeben. Dieser Anschluss 23 ist in einer Position nahe dem Tintenbehälterteil 21 eingebaut.
Der Druckkopf 1 weist eine Fläche 81, welche die Ausstoßöffnung in einer bodenseitigen Fläche (der Seite des Aufzeichnungsmediums 10) in 2 bildet, auf, und der Druckkopf 1 weist die Fläche 81 auf, welche die Ausstoßöffnung bildet, wobei eine Vielzahl von Ausstoßöffnungen ausgebildet worden ist. In einem Flüssigkeitspfadteil, welcher mit jeder Ausstoßöffnung in Verbindung steht, ist ein Ausstoßenergie erzeugendes Element angeordnet, um zum Ausstoßen der Tinte notwendige Energie zu erzeugen.
Der vorstehend beschriebene Druckkopf (Kopfkartuschen) 1 ist eine Tintenstrahldruckeinrichtung, um durch Ausstoßen der Tinte zu drucken, wird durch den Tintenausstoßteil 22 und eine mit dem Tintenbehälter 21 einstückig ausgebildete Tintenstrahlkartusche gebildet und ist austauschbar. Dieser Druckkopf 1 ist die Tintenstrahldruckeinrichtung, um die Tinte durch Einsatz thermischer Energie auszustoßen, und weist einen elektrothermischen Wandler auf, um thermische Energie zu erzeugen. Im Übrigen setzt der vorstehend beschriebene Druckkopf 1 eine durch Wachstum und Verkleinerung von Blasen, welche durch ein Filmsieden erzeugt werden, das durch thermische Energie hervorgerufen wird, welche durch den vorstehend beschriebenen Wandler abgegeben wird, erzeugte Druckveränderung ein, um die Tinte von dem Ausstoßteil zum Drucken auszustoßen.
Die 3 ist eine partielle Perspektivansicht, welche diagrammatisch die Struktur des Tintenausstoßteils 22 (den flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Teil 22A) des Druckkopfes 1 (des flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopfes 2) zeigt. In der 3 sind auf der Fläche 81, welche die Ausstoßöffnung bildet, die dem Aufzeichnungsmedium (Druckpapier und dergleichen) gegenüber steht, über einen festgelegten Abstand (z. B. 0,5 bis 2,0 mm) eine Mehrzahl an Ausstoßöffnungen 82 in einem festgelegten Abstand ausgebildet, und entlang einer Wandfläche des Flüssigkeitspfads 84, welcher eine gemeinsame Flüssigkeitskammer 83 mit allen Ausstoßöffnungen 82 verbindet, ist der elektrothermische Wandler (wärmeerzeugender Widerstand) 85 eingebaut, um Energie zum Tintenausstoß zu erzeugen.
Die Mehrzahl der Ausstoßöffnungen 82 ist in einer Positionsbeziehung angeordnet, sodass sie sich entlang einer Richtung ausrichten, welche sich mit einer Bewegungsrichtung (der Hauptabtastrichtung) des Druckkopfes 1 kreuzt. Wie vorstehend erwähnt ist der Druckkopf 1 so ausgestaltet, dass der entsprechende elektrothermische Wandler 85 auf der Grundlage eines Bildsignals oder eines Ausstoßsignals angesteuert wird (ein elektrischer Strom fließt), um ein Filmsieden der Tinte in dem Flüssigkeitspfad 84 hervorzurufen, und dann wird die Tinte durch den zu diesem Zeitpunkt erzeugten Druck von den Ausstoßöffnungen 82 ausgestoßen.
Die 4A, 4B, 4C und 4D bis hin zu den 6A, 6B, 6C und 6D sind die diagrammatischen Figuren, welche den Wischvorgang des Tintenstrahldruckgeräts zeigen, wie es vorstehend beschrieben wurde. Die 4A bis 4D zeigen ein Ereignis, bei dem der Schlitten 3 sich von der Druckbereichseite zu der Grundpositionsseite bewegt. Wie es in 4A gezeigt ist, bewegen sich der Druckkopf 1 und der flüssige Zusammensetzung ausstoßende Kopf 2 auf dem Schlitten 4 von der rechten Seite (Druckbereichsseite) zu der Grundposition. Wie es in 4B gezeigt ist, bewegt sich dann in Übereinstimmung mit der Bewegung des Schlittens 3 zuerst das Blatt 16 für die Tinte zwischen dem Deckel 12 für die Tinte und den Deckel 13 für die flüssige Zusammensetzung nach oben, sodass in dieser Reihenfolge jeder Druckkopf 1Y, 1M, 1C und 1B gewischt wird.
Zusätzlich, wie 4C, bewegt sich, nachdem jeder Druckkopf 1 einen oberen Teil des Blatts 1 für die flüssige Zusammensetzung durchlaufen hat, das Blatt 17 für die flüssige Zusammensetzung nach oben, sodass die Flächen, welche die Ausstoßöffnung des flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopfes 2 bilden, gewischt werden, wie es in 4D gezeigt ist. Das Blatt 16 für die Tinte wischt die vier Druckköpfe 1, und nachdem das Blatt 17 für den Pfad für flüssige Zusammensetzung das Wischen des flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopfes 2 abgeschlossen hat, bewegen sich die Blätter 16 und 17 beide abwärts, um in der Grundposition zu warten.
In den 4A bis 4D ist die Ausgestaltung so, dass, wenn sich der Schlitten 3 von der rechten Seite (Druckbereich) zu der Grundposition mit der Wiederherstellungseinheit 11 in 1 bewegt, ein Wischen durch die Blätter 16 und 17 erfolgt. Allerdings ist die Wischrichtung nicht auf dieses beschränkt, sondern wie es in den 5A bis 5D gezeigt ist, kann die Ausgestaltung so sein, dass, wenn gewischt wird, sich der Schlitten 3 von der Grundpositionsseite zur rechten Seite (Druckbereichsseite) bewegt.
In den 5A bis 5D bewegen sich, wie in 5A gezeigt, das Blatt 16 für die Tinte und das Blatt 17 für die flüssige Zusammensetzung gleichzeitig aufwärts, und der Schlitten 3 wird in die rechte Richtung (zur Druckbereichsseite) bewegt, sodass der Druckkopf 1 und der flüssige Zusammensetzung ausstoßende Kopf 2 gleichzeitig gewischt werden (5B), und direkt nach Abschluss des Wischens des flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopfes 2 wird das Blatt 17 für die flüssige Zusammensetzung abwärts bewegt, um zu warten, und das Blatt 17 für die Tinte führt wie es ist ein Wischen des Druckkopfes 1 durch (5C). Wie es durch 5D gezeigt wird, wird schließlich, wenn das Wischen aller Druckköpfe 1 abgeschlossen ist, das Blatt 16 für die Tinte abwärts bewegt, um eine Reihe von Wischvorgängen abzuschließen.
Durch Einsatz der Wischrichtung wie in den 5A bis 5D beschrieben, kann die folgende Gefahr beseitigt werden: das durch Wischen entfernte Tröpfchen, welches an den Blättern 16 und 17 anhaftet, spritzt aufgrund einer Elastizität des Blatts in Richtung des tragenden Teils des Aufzeichnungsmediums 10, sodass das Aufzeichnungsmedium 10 in unerwünschter Weise befleckt wird.
Zusätzlich kann, wie es in den 6A bis 6D gezeigt ist, die Wischrichtung des Druckkopfs 1 unterschiedlich zu der Wischrichtung des flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopfes 2 ausgestaltet sein. In den 6A bis 6D ist es, wie es z. B. in der 6A und der 6B gezeigt ist, möglich, dass, wenn sich der Schlitten 3 von der Grundpositionsseite zur rechten Richtung (Druckbereichsseite) bewegt, der Druckkopf 1 durch das Blatt 16 für die Tinte gewischt wird, und dass, wie es in 6C und in 6D gezeigt ist, wenn der Schlitten 3 sich von der Druckbereichsseite zu der Grundpositionsseite bewegt, nur der flüssige Zusammensetzung ausstoßende Kopf 2 durch das Blatt 17 für die flüssige Zusammensetzung gewischt wird.
Durch Einsatz solch einer Wischrichtung sind fehlerhafte Vorgänge (Risiko), welche eliminiert oder stark verringert werden können, dass die durch die elastische Kraft des Blatts 16 verspritzte Tinte an dem flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopf 2 anhaftet und im Gegensatz dazu die durch die elastische Kraft des Blatts 17 verspritzte flüssige Zusammensetzung an dem Druckkopf 1 anhaftet.
Andererseits ist in 1 der Deckel 12 für den Druckkopf 1 von dem Deckel 13 für den flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopf 2 getrennt, sodass er unabhängig vorliegt (für eine exklusive Verwendung), und die Saugpumpen 14 und 15, welche mit diesen Deckeln 12 und 13 verbunden sind, sind für den Druckkopf 1 und den flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopf 2 voneinander getrennt, sodass sie unabhängig vorliegen (für eine exklusive Verwendung). Dadurch tritt in diesen Deckeln 12 und 13 und den Pumpen 14 und 15 die Tinte nicht mit der flüssigen Zusammensetzung, welche gegenüber der Tinte reaktiv ist, in Kontakt, was die Behandlung von daraus erhaltenen Abfalllösungen ermöglicht, was zu der Möglichkeit führt, eine hohe Verlässlichkeit beizubehalten.
7 ist eine diagrammatische Figur, welche eine Rückgewinnungsleitung zum Sammeln der Tinte und der flüssigen Zusammensetzung, welche von dem Pumpen 14 und 15 ausgestoßen werden, in einem Abfalltintenbehälter zeigt. In der 7 werden die Abfalltinte, welche durch die mit dem Deckel 12 in Verbindung stehende Saugpumpe 14 von dem Druckkopf 1 angesaugt wird, und die Abfalllösung, welche durch die mit dem Deckel 13 in Verbindung stehende Saugpumpe 15 von dem flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopf 2 angesaugt wird, gesammelt, sodass sie durch jeden unabhängigen Pfad in einem Abfalllösungsbehälter 24 enthalten sind, sodass ein Auslaufen aus dem Druckgerät verhindert wird.
Der vorstehend beschriebene Abfalllösungsbehälter 24 ist so aufgebaut, dass er angepasst ist, dass darin ein poröser Absorber 25 eingefüllt ist, um die Abfalllösung in dem Absorber 25 zu absorbieren und zu halten. Der Abfalllösungsbehälter 24 ist in einen Hauptkörper des Druckgeräts eingebaut. In der 7 sind ein Abfalltintenrohr 26 von der Saugpumpe 14 für den Druckkopf 1 und das Abfalltintenrohr 27 von der Saugpumpe 15 für den flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopf 2, so wie es in der Figur gezeigt ist, in einer Position an beiden Enden des Abfalllösungsbehälters 24 in einem Abstand voneinander angeschlossen. Durch solch eine vorstehend beschriebene Ausgestaltung tritt die flüssige Zusammensetzung in dem Abfalllösungsbehälter 24 mit der Tinte begrenzt auf den Zustand in Kontakt, in welchem die Lösung ausreichend in dem Absorber 25 absorbiert ist, und daher kann die Flüssigkeitsmenge, welche durch den porösen Absorber 25 gehalten werden kann, ausreichend beibehalten werden.
Die 8 ist die diagrammatische Ansicht, welche in der Abfalllösung sammelnden Leitung der 7 die Abfalllösung sammelnde Leitung mit einem Aufbau zeigt, bei dem der Absorber 25 in dem Abfalllösungsbehälter 24 in zwei Stufen im oberen und im unteren Teil angeordnet ist, die Tinte von dem Absorber 25A im unteren Teil absorbiert wird und die flüssige Zusammensetzung von dem Absorber 25B im oberen Teil absorbiert wird. Entsprechend dem Aufbau der 8 reagiert in dem Fall, dass der Absorber 25A im unteren Teil überfließt, der Farbstoff in der Tinte mit dem Absorber 25B im oberen Teil, um durch den Absorber 25B des oberen Teils sowie der darin absorbierten flüssigen Zusammensetzung fixiert zu werden, und somit fließt die Tinte nicht über und befleckt nicht das Innere und Äußere des Druckgeräts durch ein Überfließen der Tinte.
Andererseits ist ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät einer weiteren Form dadurch gekennzeichnet, dass es den tintenhaltigen Teil, in welchem die anionische oder die kationische Tinte auf Wasserbasis enthalten ist, welche das Farbmittel enthält, den flüssige Zusammensetzung enthaltenden Teil, welcher die vorstehend beschriebene flüssige Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, bevorzugt die flüssige Zusammensetzung, in welcher die feinen Teilchen auf ihrer Oberfläche auf eine Polarität entgegengesetzt zu jener der vorstehend beschriebenen Tinte auf Wasserbasis elektrifiziert und im dispergierten Zustand enthalten sind, und den Tintenstrahlkopf zum unabhängigen Ausstoßen einer jeden von der Tinte auf Wasserbasis, welche in dem tintenhaltigen Teil wie vorstehend beschrieben enthalten ist, und der in dem flüssige Zusammensetzung enthaltenden Teil wie vorstehend beschrieben enthaltenen flüssigen Zusammensetzung umfasst. Diese werden nachstehend beschrieben.
Die 10 zeigt das Beispiel solch einer Kartusche 1001, und in der Figur ist das Bezugszeichen 1003 der tintenhaltige Teil, welcher die Tinte enthält, und das Bezugszeichen 1005 ist der flüssige Zusammensetzung enthaltende Teil, welcher die flüssige Zusammensetzung enthält. Wie es in 11 gezeigt ist, ist die Kartusche so aufgebaut, dass sie gegenüber dem Aufzeichnungskopf 1101 abnehmbar ist, um sowohl die Tinte als auch die flüssige Zusammensetzung auszustoßen, sowie in solch einem Zustand, dass die Kartusche 1001 auf dem Aufzeichnungskopf 1101 aufgesetzt und so ausgestaltet ist, dass sie die flüssige Zusammensetzung und die Tinte zu dem Aufzeichnungskopf 1101 zuführt.
Das in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Tintenstrahlaufzeichnungsgerät ist nicht auf jene beschränkt, bei denen der Kopf und die Tintenkartusche wie vorstehend beschrieben separat eingebaut sind, und wie es in 15 gezeigt ist, werden jene, bei denen diese einstückig ausgebildet worden sind, bevorzugt eingesetzt.
In der 15 ist das Bezugszeichen 1500 die Aufzeichnungseinheit und so aufgebaut, dass der tintenhaltige Teil wie etwa der Tintenabsorber, welcher die Tinte enthält, enthalten ist und die Tinte in solch einem Tintenabsorber von dem Kopfteil 1501 mit mehreren Öffnungen als das Tintentröpfchen ausgestoßen wird. Als Material für den Tintenabsorber können z. B. Polypropylen und Polyurethan verwendet werden. Das Bezugszeichen 1502 ist eine Atmosphärenverbindungsöffnung, um das Innere der Aufzeichnungseinheit mit der Atmosphäre zu verbinden.
Zusätzlich können als eine weitere Ausführungsform der Aufzeichnungseinheit, welche in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, die Aufzeichnungseinheit, bei welcher die Tinte und die flüssige Zusammensetzung in jedem enthaltenden Teil in einem Stück des Tintenbehälters enthalten sind, und der Aufzeichnungskopf zum Ausstoßen einer jeden von der Tinte und der flüssigen Zusammensetzung einstückig eingebaut ist, und speziell z. B., wie es in 12 gezeigt ist, bei dem die Aufzeichnungseinheit 1201, in welcher die flüssige Zusammensetzung in dem enthaltenden Teil 1201L enthalten ist, Schwarz sich in dem enthaltenden Teil 1201Bk befindet und Farbtinten aus gelben, cyanfarbenen und magentafarbenen Tinten in Farbtinte enthaltenden Teilen 1201Y, 1201C bzw. 1201M enthalten sind, sowie der Aufzeichnungskopf 1203, welcher durch Auftrennen des Tintenströmungspfades ausgebildet ist, so eingebaut ist, dass er jede Tinte einzeln ausstoßen kann, als Beispiele angegeben werden.
Die 16 ist die diagrammatische Perspektivansicht, welche den schematischen Aufbau einer anderen Ausführungsform des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. In der 16 ist das Bezugszeichen 4 die Abtastschiene, welche sich in der Hauptabtastrichtung des Schlittens 3 erstreckt und den Schlitten gleitend trägt, und das Bezugszeichen 5 ist das ansteuernde Band, welches die Steuerkraft übermittelt, um den Schlitten 3 vor- und rückwärts zu bewegen. Andererseits sind die Bezugszeichen 6, 7 und 8, 9 beide Paare von Förderwalzen, welche vor und hinter der Position des Druckens durch den Druckkopf angeordnet sind, um das Aufzeichnungsmedium 10 zu befördern, indem es gehalten wird.
Das Aufzeichnungsmedium 10 wie etwa Papier wird in dem Zustand geführt und getragen, dass es gegen die Schreibmaschinenwalze (nicht veranschaulicht) gedrückt wird, um die Druckfläche in dem Teil der Druckposition flach einzuregulieren. Hier ist die Ausstoßöffnungsfläche eines jeden der Kopfkartuschen (Kopf) 1 und 2, welche auf dem Schlitten 3 gehalten werden, so angepasst, dass sie in einer Position zwischen den Walzen 7 und 9 von dem Schlitten 3 zur Beförderung des Aufzeichnungsmediums nach unten gerichtet ist und entlang des an die Führungsfläche der Schreibmaschinenwalze (nicht veranschaulicht) gepressten Aufzeichnungsmediums 10 diesem gegenüber steht.
In der 16 sind insgesamt 6 Kopfkartuschen angeordnet, sodass sie auf dem Schlitten 3 gehalten werden. In diesem Beispiel ein Druckkopf für Gelb 1Y, der Druckkopf für Magenta 1M, der Druckkopf für Cyan 1C und der Druckkopf für Schwarz 1B, der flüssige Zusammensetzung ausstoßende Kopf 2, ein zweiter Druckkopf für Schwarz 1BB in dieser Reihenfolge von der Seite des linken Endes zur Seite des rechten Endes der Veranschaulichung auf dem Schlitten 3. Der flüssige Zusammensetzung ausstoßende Kopf 2 dient dazu, die flüssige Zusammensetzung mit der Reaktivität gegenüber dem Farbmittel in der Tinte auf das Aufzeichnungsmedium 10 auszustoßen.
Im Übrigen ist der zweite Druckkopf für Schwarz 1BB auf der rechten Seite der schwarze Tinte einsetzende Druckkopf, welcher in einem untergeordneten abtastenden Drucken durch wechselseitiges Drucken eingesetzt wird. Anders gesagt wird der folgende Aufbau eingesetzt: Der flüssige Zusammensetzung ausstoßende Kopf 2 ist in einer nächsten Position (einer rechts angrenzenden Position) des Druckkopfs für Schwarz 1B angeordnet, und der vorstehend beschriebene Druckkopf für Schwarz 1BB ist in einer weiteren nächsten Position (einem rechten Ende) angeordnet.
In der 16 ist die Wiederherstellungseinheit 11 auf der linken Seite des Druckbereichs eingebaut, und in der Wiederherstellungseinheit 11 ist entsprechend den Kopfkartuschen 1 und 2 in der Reihenfolge von rechts nach links der Deckel 12 seriell angeordnet, um die Druckköpfe 1Y, 1M, 1C und 1B zu bedecken, und der Deckel 13 ist in der nächsten Position (der rechts angrenzenden Position) angeordnet, um den flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopf 2 zu bedecken, und der Deckel 12 ist in der weiteren nächsten Position (rechtes Ende) angeordnet, um den zweiten Druckkopf für Schwarz 1BB zu bedecken.
Und jeder Deckel ist vertikal auf- und abwärtsbeweglich eingebaut. Wenn sich der Schlitten 3 in der Grundposition befindet, sind die Deckel 12 und 13, welche den Flächen entsprechen, welche für jeden Kopf 1 und 2 die Ausstoßöffnungen bilden, durch Anpressen eingepasst, und somit sind die Ausstoßöffnungen eines jeden Kopfs 1 und 2 abgedichtet (gedeckelt). Dadurch wird ein Eindicken und Anhaften der Tinte durch Verdampfen des Lösungsmittels der Tinte in der Ausstoßöffnung verhindert, was zu einer Verhinderung eines Auftretens eines Ausstoßfehlers führt.
Die Wiederherstellungseinheit 11 umfasst die Saugpumpe 14, welche mit jedem Deckel 1 und 2 in Verbindung steht, und die Saugpumpe 15, welche mit dem Deckel 3 in Verbindung steht. Wenn ein Ausstoßversagen in dem Druckkopf 1 und dem flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopf 2 auftritt, werden diese Pumpen 14 und 15 zum Deckeln bzw. Bedecken jener Flächen, welche die Ausstoßöffnungen ausbilden, mit den Deckeln 12 und 13 verwendet, um Saug- und Wiederherstellungsabläufe durchzuführen. Das Blatt 17 für den flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopf 2 ist zwischen dem Deckel 13 für die flüssige Zusammensetzung an fünfter Stelle von der linken Seite und dem Deckel 12 für die schwarze Tinte an der sechsten Stelle (der rechten Seite) angeordnet, und das Blatt 16 für jeden Druckkopf 1 ist an der rechten Seite (Druckbereichsseite) des Deckels 12 am rechten Ende angeordnet.
Zusätzlich wird das Blatt 16 durch die Blatthalterung 18 gehalten, und das Blatt 17 wird durch die Blatthalterung 19 gehalten. In diesem Aspekt werden die Blatthalterungen 18 und 19 durch einen Blatt bewegenden Mechanismus (nicht veranschaulicht), welcher durch Ausnutzung der Bewegung des Schlittens 3 betrieben wird, auf- und abwärts bewegt, und somit bewegen sich die Blätter 16 und 17 zwischen der vorstehenden Position (der Wischposition), um Fremdsubstanz und Tinte abzuwischen, welche an die Flächen anhaften, welche die Ausstoßöffnungen der Köpfe 1 und 2 bilden, und der zurückgezogenen Position (Warteposition), in welcher kein Kontakt mit den Flächen erfolgt, welche die Ausstoßöffnungen bilden, vor und zurück. Hierbei sind das Blatt 16, um den Druckkopf 1 zu wischen, und das Blatt 17, um den flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopf 2 zu wischen, voneinander unabhängig ausgestaltet, sodass sie sich einzeln auf- und abwärts bewegen.
Die 17A bis 17F sind die diagrammatische Figur, welche den Wischvorgang des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts der 16 zeigen. In den 17A bis 17F bewegt sich, wie es in 17A gezeigt ist, nachdem das Blatt 16 für den Druckkopf vorragt (sich aufwärts bewegt), jeder auf dem Schlitten 3 gehaltene Kopf von der rechten Seite (Druckbereichsseite) zur Grundposition. Wie es in 17B gezeigt ist, wischt das aufwärts bewegte Blatt 16 für den Druckkopf nachfolgend den Druckkopf 1 entsprechend der Bewegung des Schlittens 3 nach links. Und wie es in 17C gezeigt ist, zieht sich an dem Punkt, wenn der flüssige Zusammensetzung ausstoßende Kopf 2 die Frontposition (angrenzende rechte Position) des Blatts 16 für den Druckkopf erreicht, sich das Blatt 16 in die Warteposition zurück (bewegt sich abwärts), sodass ein Kontakt des Blatts 16 mit dem flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopf 2 verhindert wird.
An dem Punkt, wo sich der Schlitten 3 nach links bewegt und der flüssige Zusammensetzung ausstoßende Kopf 2 das Blatt 6 für den Druckkopf durchläuft, werden, wie es in 17D gezeigt ist, sowohl das Blatt 16 für den Druckkopf als auch das Blatt 17 für den flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopf vorgeschoben (aufwärts bewegt). Und entsprechend der Bewegung des Schlittens 3 nach links erfolgt, wie es in 17E gezeigt ist, gleichzeitig ein Wischen des flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopfes 2 durch das Blatt 17 und ein Wischen des Druckkopfs 1BB am rechten Ende durch das Blatt 16. Wenn, wie es in 17F gezeigt ist, das Wischen beider Köpfe 1 und 2 abgeschlossen ist, werden sowohl das Blatt 16 als auch das Blatt 17 zurückgezogen, um in der Warteposition zu warten.
Die Beispiele der 16 und der 17A bis 17F sind so angepasst, dass, wenn sich der Schlitten 3 von der Druckbereichsseite (der rechten Seite) in die Grundposition bewegt, wo sich die Wiederherstellungseinheit 11 befindet, ein Wischen durch das Blatt 16 und 17 erfolgt. Allerdings ist die Wischrichtung nicht auf dieses beschränkt, sondern es kann während der Bewegung von der Grundposition zur rechten Seite (Druckbereichsseite) gewischt werden.
Das Tintenstrahldruckgerät der 16 wird gebildet durch Ausstoßen der flüssigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Reaktivität gegenüber dem Farbmittel in der Tinte von dem flüssige Zusammensetzung ausstoßenden Kopf 2 auf das Aufzeichnungsmedium 10, um mit der von jedem Druckkopf 01 ausgestoßenen Tinte auf dem Aufzeichnungsmedium 10 in Kontakt zu treten, was zur Erzeugung des aufgezeichneten Gegenstands führt. Auf dem Aufzeichnungsmedium 10 adsorbiert durch Reaktion des Farbmittels in der Tinte mit der flüssigen Zusammensetzung das Farbmittel in der Tinte an den feinen Teilchen im monomolekularen Zustand, und eine Bilderzeugung erfolgt durch die feinen Teilchen, und daher kann ein Bild mit hervorragender Färbung und Farbgleichmäßigkeit erhalten werden.
Die 18 ist eine diagrammatische Perspektivansicht, welche den schematischen Aufbau einer weiteren Ausführungsform zeigt.
In der 18 wird das in eine Zufuhrposition des Geräts 100 eingelegte Aufzeichnungsmedium 106 durch eine Förderwalze 109 zu einem Bereich befördert, welcher durch die Tintenstrahleinheit 103 bedruckt werden kann. In einem Rückflächenteil eines Druckmediums in diesem druckbaren Bereich ist die Platte 108 eingebaut.
Der Schlitten 101 ist so aufgebaut, dass er so angepasst ist, dass er sich mit zwei Führungswellen 104 und 105 in einer speziellen Richtung bewegen kann, und dadurch kann der Druckkopf 103 den Druckbereich wechselseitig abtasten. Auf dem Schlitten 101 kann jede der später beschriebenen Einheiten gehalten werden. Anders gesagt wird der Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen der Tinte und der flüssigen Zusammensetzung für eine jede von mehreren Farben sowie die Tintenstrahleinheit 103, welche den Tintenbehälter enthält, um die Tinte oder die flüssige Zusammensetzung zu einem jeden Tintenstrahlkopf zuzuführen, gehalten. Als die Tinte der mehreren Farben können z. B. vier Farben aus Schwarz (Bk), Gelb (Y), Magenta (M) und Cyan (C) eingesetzt werden.
Am linken seitlichen Ende des Bereichs, in welchem der Schlitten 101 beweglich ist, ist eine Wiederherstellungssystemeinheit 101 mit einem später beschriebenen Wischmechanismus in dessen unteren Teil eingebaut, und somit wird ein Deckeln der Ausstoßöffnung des Tintenstrahlkopfes zu der Zeit möglich, in der nicht gedruckt wird. Dieses linke seitliche Ende wird als Grundposition des Tintenstrahlkopfes bezeichnet.
Das Bezugszeichen 107 bezeichnet einen Schalterteil und ein Anzeigeelementteil, und der Schalterteil wird zum An- und Ausschalten einer Energiezufuhr des Tintenstrahldruckgeräts und zum Einstellen verschiedener Modi zum Drucken verwendet, und der Anzeigeelementteil dient dazu, verschiedene Zustände des Druckgeräts anzuzeigen.
Die 19 ist eine diagrammatische Figur, welche Mechanismen zum Wischen und Wischvorgänge eines anderen Aspekts der Wiederherstellungseinheit 110 bei dem beschriebenen Tintenstrahldruckgerät veranschaulicht.
Die in 19 gezeigte Tintenstrahlkartusche 103 umfasst die Kopfeinheit 102 und jeden Tintenbehälter 20BK1, 20S und 20BK2 (eine Veranschaulichung der Behälter für Y-, M- und C-Tinten ist weggelassen), und die Kopfeinheit 102 umfasst einen Tintenstrahlkopf für jede Farbe, und zwar den Kopf 200BK1 und 200BK2 für die schwarze Tinte, den Kopf 200S für die flüssige Zusammensetzung, den Kopf 200C für cyanfarbene Tinte, den Kopf 200M für magentafarbene Tinte und den Kopf 200Y für gelbe Tinte.
Wie es in 19 gezeigt ist, sind in jedem Tintenstrahlkopf jedes der Blätter 118A und 118B und ein Wischelement 117 zum Wischen und für Wischvorgänge für die Ausstoßöffnungsfläche des Tintenstrahlkopfes eingebaut. Die Blätter 118A, 118B und ein Wischelement 117, welche jeweils allen diesen Köpfen entsprechen, können beim Vorgang des Wischens gleichzeitig arbeiten oder wischen. Anders gesagt bewegen sich diese zum Zeitpunkt, in welchem sich die Tintenstrahleinheit 103 in der Grundposition befindet und ein Wischen durchführt oder wischt, hoch bis zu der Position, in welcher ein Anstoßen gegen die Ausstoßöffnungsfläche und eine Abdeckplatte möglich ist, und bewegen sich dann in einer durch einen Pfeil in der Figur gezeigten Wischrichtung, und ein Wischen der Ausstoßöffnungsfläche kann durch diesen Vorgang durch die zwei Blätter 118A und 118B erfolgen. Andererseits werden in der durch den Pfeil in der Figur gezeigten Wischrichtung die Wischvorgänge für die Ausstoßöffnungsfläche durch das Wischelement 117 durchgeführt, um eine Substanz, welche durch Vermengen der flüssigen Zusammensetzung und der Tinte erzeugt wird und an die Ausstoßöffnungsfläche anhaftet, zu entfernen.
Die 20 ist eine Figur, welche die Ausstoßöffnungsfläche 205 des Tintenstrahlkopfes 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt, und um die Ausstoßöffnung 206 herum liegt eine Situation vor, in welcher die Mischung 201 aus der flüssigen Zusammensetzung und der Tinte sich angehaftet hat.
Wie es in der Figur gezeigt ist, ist jeder Tintenstrahlkopf in dieser Ausführungsform so angepasst, dass die Ausstoßöffnungen 206 in zwei Reihen angeordnet sind, und zwischen den Positionen der Ausstoßöffnungen einer jeden Reihe liegt ein Unterschied vom halben Abstand der Ausstoßöffnungen vor. Dadurch kann in dem Fall, dass die Anordnung der Ausstoßöffnungen in einer einzelnen Reihe erfolgt, mit einer Auflösung von der doppelten möglichen Auflösung gedruckt werden.
Die 21A und 21B sind eine Vorderansicht bzw. eine Seitenansicht, welche Mechanismen für das Wischen und die Wischvorgänge zeigen, welche in 19 gezeigt sind. Im Übrigen sind in der 21B der Tintenstrahlkopf 200Y und dergleichen zur Veranschaulichung weggelassen worden, und nur der Kopf 200BK1 gegenüber den Blättern 118A, 118B und dergleichen sind gezeigt worden.
Wie es aus 21B ersichtlich wird, sind insbesondere beim Blatt zum Wischen zwei Blätter 118A und 118B so eingebaut, dass sich in ihrer Höhe ein Unterschied ergibt.
In dieser Ausführungsform ist das Wischelement 117 als Beispiel unter Verwendung von Rubycellclean (Togo Polymer Corp.), welches ein poröses gesintertes Polyurethan ist und erhalten wird, indem dieses um einen Arm aus ABS-Harz herumgewickelt wird, ausgebildet, um an eine Grundlage der Aufzeichnungseinheit 110 über eine nicht veranschaulichte Feder angebracht zu werden. Ein Anstoßdruck der Ausstoßöffnungsfläche 205 gegen das Wischelement 117 ist so eingestellt, dass er in einer Kontaktlänge von 4 mm 100 g beträgt. Wenn dieser Anstoßdruck übermäßig groß ist, kann die Ausstoßöffnungsfläche 205 beschädigt werden, und wenn dieser im Gegensatz dazu übermäßig gering ist, wird eine Wischwirkung nicht in ausreichender Weise erzielt. Daher ist er bevorzugt auf 1 bis 100 g/mm und mehr bevorzugt auf 5 bis 30 g/mm eingestellt.
Ein für die Blätter 118A und 118B eingesetztes Kautschukelement ist Urethankautschuk, welcher unter Verwendung eines Polyols mit einer Etherbindung für das Material hergestellt ist. Allerdings können als ein elastisches Element, welches das Blatt ersetzt, solche wie etwa chlorinierter Butylkautschuk, HNBR, natürlicher Kautschuk, Isoprenkautschuk, Butylkautschuk, Styrolkautschuk, Nitrilkautschuk, Siliconkautschuk und dergleichen verwendet werden, welche eine gute Wasserfestigkeit, Lösungsmittelfestigkeit und Abriebfestigkeit aufweisen. Wie es in der Figur gezeigt ist, besteht das Blatt aus zwei Stücken, und ihre Gestalt ist so, dass ein erstes Blatt 118A eine Dicke von 0,6 mm, einen Freiheitsgrad von 5,0 mm und einen Eingriff von 1,4 mm aufweist und ein zweites Blatt 118B eine Dicke von 1,0 mm, einen Freiheitsgrad von 10,0 mm und einen Eingriff von 0,8 mm aufweist.
Im Übrigen sind diese Elemente und eingestellten Werte speziell beschränkt, aber sie können entsprechend der flüssigen Zusammensetzung, der Tinte und dem Aufbau des Aufzeichnungsgeräts frei eingestellt sein.
Die 22A bis 22D sind Figuren, welche den Wischvorgang der vorliegenden Ausführungsform veranschaulichen.
Beim Wischen bewegen sich die Blätter 118A und 118B sowie eine Halterung, welche das Wischelement 117 hält, in der Pfeilrichtung in der Figur (22A), und dann stößt das erste Blatt 118A bald gegen die Ausstoßöffnungsfläche 205 an (22B), und die Halterung 110A bewegt sich, und somit stößt das zweite Blatt 118B gegen die Ausstoßöffnungsfläche 205 an (22C). Durch Anstoßen dieser zwei Blätter und durch ein Gleiten relativ zu der Ausstoßöffnungsfläche in deren Zustand, wie er vorstehend beschrieben wurde, kann die Fremdsubstanz wie etwa die gemischte Substanz aus der flüssigen Zusammensetzung und der Tinte, welche an die Ausstoßöffnungsfläche 205 anhaftet, entfernt werden. Und die Halterung 110A bewegt sich weiter in der gleichen Richtung, und somit löst sich das anstoßende Blatt (22D), sodass das Wischen abgeschlossen wird.
Wie es in 22C gezeigt ist, verformt sich im Übrigen durch Verformung des zweiten Blatts 118B, welche durch Anstoßen des Blatts 118B mit der größeren freien Länge an die Ausstoßöffnungsfläche 205 hervorgerufen wird, das Wischelement 117 in ähnlicher Weise. Dadurch stößt das Wischelement 117 nicht an die Ausstoßöffnungsfläche 205 an, und es wird exklusiv gewischt.
Die 23A bis 23C sind Figuren, welche den Wischvorgang der vorliegenden Ausführungsform veranschaulichen.
Der Wischvorgang erfolgt durch die Bewegung in der Richtung umgekehrt zu der Bewegungsrichtung der Halterung 110A, wie in den 22A bis 22D gezeigt. Anders gesagt stößt entsprechend der Bewegung der Halterung 110A vom in 23A gezeigten Ursprungszustand in der in 23B gezeigten Pfeilrichtung das Wischelement 117 gegen die Ausstoßöffnungsfläche 205 an und führt somit diesen Wischvorgang durch, um die gemischte Substanz aus der flüssigen Zusammensetzung und der Tinte zu entfernen, wie es vorstehend beschrieben wurde. Und die Halterung 110A bewegt sich weiter in der gleichen Richtung und somit wird das Anstoßen gelöst (23C), sodass der Wischvorgang beendet wird.
Wie es in 23B klar ist, stoßen im Übrigen bei dem Wischvorgang beide Blätter 118A und 118B an die Ausstoßöffnungsfläche 205 an, und ein Wischen erfolgt gleichzeitig.
Im Übrigen ist, wie vorstehend beschrieben wurde, für das in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Aufzeichnungsgerät das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät als Beispiel angegeben worden, welches das Tintentröpfchen durch Abgabe von thermischer Energie an die flüssige Zusammensetzung und die Tinte ausstößt. Zusätzlich kann das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät des piezoelektrischen Systems, welches ein piezoelektrisches Element einsetzt, in gleicher Weise eingesetzt werden.
Hiernach wird die vorliegende Erfindung mit Beispielen beschrieben. Allerdings ist die Erfindung überhaupt nicht auf diese praktischen Beispiele beschränkt.
<Beispiele>
Die vorliegende Erfindung wird spezieller mit Beispielen und Vergleichsbeispielen beschrieben. In der Beschreibung basieren Teile und auf dem Gewicht, solange nicht irgendeine spezielle Anmerkung gemacht wird.
Das Zeta-Potential in der Beschreibung wurde durch ein Zeta-Potentialmessgerät (BI-ZETA plus, hergestellt von Brookhaven Co., Flüssigkeitstemperatur: 20°C, Acrylzelle) unter Einsatz einer Probe gemessen, welche durch Dispergieren einer flüssigen Zusammensetzung in destilliertem Wasser, sodass die Konzentration des Feststoffs 0,1% betrug, hergestellt wurde. Der pH der flüssigen Zusammensetzungen wurde unter Verwendung eines pH-Messgeräts (hergestellt von Horiba Seisakusho Co., Ltd.; Casternee-pH-Messgerät D-14) bei einer Flüssigkeitstemperatur von 25°C gemessen. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser der feinen Teilchen wurde unter Verwendung eines die Teilchengrößenverteilung messenden Geräts vom Typ mit dynamischer Lichtstreuung (hergestellt von Brookhaven Co.; BI-90, Flüssigkeitstemperatur: 20°C, Acrylzelle) unter Verwendung einer Probe gemessen, welche durch Dispergieren einer flüssigen Zusammensetzung in destilliertem Wasser, sodass die Konzentration des Feststoffs 0,1% betrug, zubereitet wurde.
Zuerst wird die Herstellung einer flüssigen Zusammensetzung der Erfindung beschrieben.
Die flüssigen Zusammensetzungen A, B, C und D der vorliegenden Erfindung wurden durch Vermengen und Lösen der nachstehend angegebenen Komponenten und durch Filtrieren der resultierenden Lösung unter Druck durch ein Membranfilter mit der Porengröße von 1 μm (Handelsbezeichnung Fluoroporefilter: hergestellt von Sumitomo Electric Industries Ltd.) hergestellt. Die Porenradienverteilung und das Porenvolumen einer jeden flüssigen Zusammensetzung wurden durch ein Stickstoffadsorptions- und -desorptionsverfahren unter Verwendung eines von Kanta Chrome Co. hergestellten Omnisorb 1 gemessen. Die Proben wurden vorbehandelt, wie es später beschrieben wird, und dann in eine Zelle gegeben und bei 120°C für 8 Stunden im Vakuum entgast. Die Porenradienverteilung und das Porenvolumen wurden gemäß dem Verfahren von Barrett et. al. (J. Am. Chem. Soc., Bd. 73, 373, 1951) berechnet.
Probenzubereitung:

(1) Die flüssige Zusammensetzung wird bei 120°C für zehn Stunden an der Atmosphäre getrocknet, um das Meiste des Lösungsmittels zu verdampfen;
(2) Die getrocknete Probe wird bei einer von 120°C über eine Stunde auf 700°C ansteigenden Temperatur und dann bei 700°C für drei Stunden getempert;
(3) Nach dem Tempern wird die Probe allmählich auf Normaltemperatur abgekühlt und durch Mahlen in einem Achatmörser pulverisiert.

Synthesebeispiel für hydriertes Aluminiumoxid

Aluminiumdodeoxid wurde durch ein Verfahren hergestellt, welches im U.S. Patent Nr. 4,242,271 offenbart ist. Dann wurde Aluminiumdodeoxid durch ein Verfahren hydrolisiert, welches im U.S. Patent Nr. 4,202,870 offenbart ist, um eine Aluminiumoxidaufschlämmung herzustellen. Wasser wurde so zu der Aluminiumoxidaufschlämmung zugegeben, dass der Feststoffgehalt des hydrierten Aluminiumoxids auf 8,2% eingestellt wurde. Der pH der resultierenden Aluminiumoxidaufschlämmung betrug 9,7. Der pH wurde mit einer wässrigen 3,9%-igen Salpetersäurelösung eingestellt, um unter den in Tabelle 1 angegebenen Alterungsbedingungen ein kolloides Sol zu erhalten. Das kolloide Sol wurde bei 83°C sprühgetrocknet, um Aluminiumoxidhydrate A bis D herzustellen. Die hydrierten Aluminiumoxide waren in Wasser alle auf der Oberfläche positiv aufgeladen und zeigten kationische Eigenschaften. Diese Hydrate wurden in destilliertem Wasser dispergiert und auf eine Kollodiummembran aufgetropft, um Proben für eine Messung herzustellen. Eine Betrachtung der Proben mit einem Transmissionselektronenmikroskop zeigte klar, dass alle Proben feine Teilchen mit einer flachen Gestalt waren. Tabelle 1

Hydriertes Aluminiumoxid	A	B	C	D
pH vor dem Altern	5,7	5,9	5,8	5,7
Alterungstemperatur (°C)	120	100	120	120
Alterungsdauer	8 Stunden	5 Stunden	12 Stunden	3 Tage
Alterungsgerät	Autoklav	Autoklav	Autoklav	Autoklav

Zusammensetzung der flüssigen Zusammensetzung A

– Glycerin	7,5%
– Diethylenglycol	7,5%
– Hydriertes Aluminiumoxid A	10,0%
(durchschnittlicher Teilchendurchmesser 130 nm)
– Salpetersäure	0,3%
– Wasser	74,7%

Die wie vorstehend zubereitete flüssige Zusammensetzung A wies einen pH von 3,8 und ein Zeta-Potential von +38 mV auf. Als die flüssige Zusammensetzung A in einen Tintenbehälter eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts eingefüllt und bei 60°C im trockenen Zustand für einen Monat für einen Lagerungstest gehalten wurde, wurde in dem Tintenbehälter keine Ausfällung beobachtet, und die Ausstoßstabilität aus dem Aufzeichnungskopf war hervorragend. Des Weiteren betrug bei den aus der flüssigen Zusammensetzung A erhaltenen Agglomeraten aus den feinen Teilchen das Volumen der Poren mit einem Radius im Bereich von 3 nm bis 30 nm 0,96 ml/g, und das Volumen der Poren mit einem Radius von größer als 30 nm betrug 0,005 ml/g. Des Weiteren betrug das Volumen der Poren mit einem Radius im Bereich von 3 nm bis 20 nm 0,94 ml/g, und das Volumen der Poren mit einem Radius von größer als 20 nm betrug 0,02 ml/g. Zusammensetzung der flüssigen Zusammensetzung B

– 1,5-Pentandiol 10,0%

– Ethylenglycol 7,5%

– Hydriertes Aluminiumoxid B 10,0%

(durchschnittlicher Teilchendurchmesser 80 nm)

– Salpetersäure 0,6%

– Wasser 71,9%
Die wie vorstehend zubereitete flüssige Zusammensetzung B wies einen pH von 3,7 und ein Zeta-Potential von +41 mV auf. Als die flüssige Zusammensetzung B in einen Tintenbehälter eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts eingefüllt und bei 60°C im trockenen Zustand für einen Monat für einen Lagerungstest gehalten wurde, wurde in dem Tintenbehälter keine Ausfällung beobachtet, und die Ausstoßstabilität aus dem Aufzeichnungskopf war hervorragend. Des Weiteren betrug bei den aus der flüssigen Zusammensetzung B erhaltenen Agglomeraten aus den feinen Teilchen das Volumen der Poren mit einem Radius im Bereich von 3 nm bis 30 nm 0,45 ml/g, und das Volumen der Poren mit einem Radius von größer als 30 nm betrug 0,001 ml/g. Des Weiteren betrug das Volumen der Poren mit einem Radius im Bereich von 3 nm bis 20 nm 0,44 ml/g, und das Volumen der Poren mit einem Radius von größer als 20 nm betrug 0,1 ml/g. Zusammensetzung der flüssigen Zusammensetzung C

– Glycerin 7,5%

– Propylenglycol 7,5%

– Hydriertes Aluminiumoxid C

(durchschnittlicher Teilchendurchmesser 180 nm) 10,0%

– Salpetersäure 0,5%

– Wasser 74,5%
Die wie vorstehend zubereitete flüssige Zusammensetzung C wies einen pH von 3,7 und ein Zeta-Potential von +39 mV auf. Als die flüssige Zusammensetzung C in einen Tintenbehälter eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts eingefüllt und bei 60°C im trockenen Zustand für einen Monat für einen Lagerungstest gehalten wurde, wurde in dem Tintenbehälter keine Ausfällung beobachtet, und die Ausstoßstabilität aus dem Aufzeichnungskopf war hervorragend. Des Weiteren betrug bei den aus der flüssigen Zusammensetzung C erhaltenen Agglomeraten aus den feinen Teilchen das Volumen der Poren mit einem Radius im Bereich von 3 nm bis 30 nm 0,90 ml/g, und das Volumen der Poren mit einem Radius von größer als 30 nm betrug 0,01 ml/g. Des Weiteren betrug das Volumen der Poren mit einem Radius im Bereich von 3 nm bis 20 nm 0,83 ml/g, und das Volumen der Poren mit einem Radius von größer als 20 nm betrug 0,08 ml/g. Zusammensetzung der flüssigen Zusammensetzung D

– 2-Pyrrolidon 7,5%

– Ethylenharnstoff 7,5%

– Hydriertes Aluminiumoxid D

(durchschnittlicher Teilchendurchmesser 210 nm) 10,0%

– Salpetersäure 0,5%

– Wasser 74,5%
Die wie vorstehend zubereitete flüssige Zusammensetzung D wies einen pH von 4,2 und ein Zeta-Potential von +36 mV auf. Als die flüssige Zusammensetzung D in einen Tintenbehälter eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts eingefüllt und bei 60°C im trockenen Zustand für einen Monat für einen Lagerungstest gehalten wurde, wurde in dem Tintenbehälter keine Ausfällung beobachtet, und die Ausstoßstabilität aus dem Aufzeichnungskopf war hervorragend. Des Weiteren betrug bei den aus der flüssigen Zusammensetzung D erhaltenen Agglomeraten aus den feinen Teilchen das Volumen der Poren mit einem Radius im Bereich von 3 nm bis 30 nm 0,79 ml/g, und das Volumen der Poren mit einem Radius von größer als 30 nm betrug 0,05 ml/g. Des Weiteren betrug das Volumen der Poren mit einem Radius im Bereich von 3 nm bis 20 nm 0,70 ml/g, und das Volumen der Poren mit einem Radius von größer als 20 nm betrug 0,14 ml/g.
Das Folgende ist die Beschreibung der Tintenuntersätze 1 und 2, welche in den Beispielen und Vergleichsbeispielen der Erfindung eingesetzt wurden.
– Herstellung des Tintenuntersatzes 1 –

Um die schwarze Farbstofftinte Bk1, die gelbe Farbstofftinte Y1, die magentafarbene Farbstofftinte M1 und die cyanfarbene Farbstofftinte C1 herzustellen, wurden die nachstehend angegebenen jeweiligen Komponenten vermischt und ausreichend gerührt, um sie zu lösen, und jede Lösung wurde unter Druck durch ein Fluoroporefilter mit der Porengröße von 0,45 μm (Handelsbezeichnung; hergestellt von Sumitomo Electric Industries Ltd.) filtriert. Die Kombination aus diesen Farbstofftinten wurde als Tintenuntersatz 1 bezeichnet. Schwarze Farbstofftinte Bk1

– C. I. Direct Black 195	2,5 Teile
– 2-Pyrrolidon	10 Teile
– Glycerin	5 Teile
– Isopropylalkohol	4 Teile
– Natriumhydroxid	0,4 Teile
– Wasser	78,1 Teile

Gelbe Farbstofftinte Y1

– Project Fast Yellow 2	2,0 Teile
(hergestellt von Zeneca Co.)
– C. I. Direct Yellow 86	1,0 Teile
– Thiodiglycol	8 Teile
– Ethylenglycol	8 Teile
– Acetylenol EH
(hergestellt von Kawaken Chemicals Co.)	0,2 Teile
– Isopropylalkohol	4 Teile
– Wasser	76,8 Teile

Magentafarbene Tinte M1

– Project Fast Magenta 2
(hergestellt von Zeneca Co.)	3 Teile
– Glycerin	7 Teile
– Harnstoff	7 Teile
– Acetylenol EH
(hergestellt von Kawaken Chemicals Co.)	0,2 Teile
– Isopropylalkohol	4 Teile
– Wasser	78,8 Teile

Cyanfarbene Tinte C1

– C. I. Direct Blue 199	3 Teile
– Ethylenglycol	7 Teile
– Diethylenglycol	10 Teile
– Acetylenol EH
(hergestellt von Kawaken Chemicals Co.)	0,3 Teile
– Wasser	79,7 Teile

– Herstellung des Tintenuntersatzes 2 –

Wie nachstehend angegeben wurde eine Pigmentdispersion zubereitet, und unter Verwendung der Pigmentdispersion wurde eine schwarze Pigmenttinte Bk2 zubereitet. In ähnlicher Weise wurden eine gelbe Pigmenttinte Y2, eine magentafarbene Pigmenttinte M2 und eine cyanfarbene Pigmenttinte C2 zubereitet. Die Kombination dieser Pigmenttinten wurde als Tintenuntersatz 2 bezeichnet. Schwarze Tinte Bk2 Herstellung einer Pigmentdispersion

– Styrol/Acrylsäure/Ethylacrylat-Copolymer	1,5 Teile
(Säurewert 140, gewichtsgemitteltes Molekulargewicht
5.000)
– Monoethanolamin	1,0 Teile
– Diethylenglycol	5,0 Teile
– Destilliertes Wasser	81,5 Teile

Die vorstehenden Komponenten wurden vermischt und in einem Wasserbad bei 70°C erwärmt, um die Harzkomponente vollständig zu lösen. Die erhaltene Lösung wurde des Weiteren mit 10 Teilen Ruß (neues experimentelles Produkt) (MCF 88, hergestellt von Mitsubishi Kasei Corporation) und einem Teil Isopropylalkohol vermischt und für 30 min. vorgemischt und dann unter den folgenden Bedingungen einer Dispersionsbehandlung unterzogen:

– Dispergiergerät: Sandmühle (hergestellt von Igarashi Kikai K. K.)
– Pulverisationsmedium: Zirkoniumkugeln, 1 mm im Durchmesser
– Füllanteil des Pulverisationsmediums: 50% (im Volumenanteil)
– Dauer der Pulverisation: 3 Std.

Dann wurde die resultierende Lösung einer zentrifugalen Trennung unterzogen (12.000 U/min, für 20 Minuten), um grobe Teilchen zu entfernen, wodurch eine Dispersion hergestellt wurde.
Herstellung der schwarzen Tinte Bk2

Unter Verwendung der so erhaltenen Pigmentdispersion wurden die folgenden Komponenten vermischt, um eine Tinte herzustellen, welche das Pigment enthält und als schwarze Tinte Bk2 bezeichnet wird:

– Die vorstehende Pigmentdispersion	30,0 Teile
– Glycerin	10,0 Teile
– Ethylenglycol	5,0 Teile
– N-Methylpyrrolidon	5,0 Teile
– Ethylalkohol	2,0 Teile
– destilliertes Wasser	48,0 Teile

Gelbe Tinte Y2
Die pigmenthaltige gelbe Tinte Y2 wurde auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung der schwarzen Tinte Bk2 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Pigment Yellow 74 anstelle des Rußes MCF 88 eingesetzt wurde.
Magentafarbene Tinte M2
Die pigmenthaltige magentafarbene Tinte M2 wurde auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung der schwarzen Tinte Bk2 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Pigment Red 7 anstelle des Rußes MCF 88 eingesetzt wurde.
Cyanfarbene Tinte C2
Die pigmenthaltige cyanfarbene Tinte C2 wurde auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung der schwarzen Tinte Bk2 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Pigment Blue 15 anstelle des Rußes MCF 88 eingesetzt wurde.
Beispiel 1 bis Beispiel 8
Unter Verwendung der flüssigen Zusammensetzungen A, B, C und D sowie der Farbtinten des Tintenuntersatzes 1 (Bk1, Y1, M1 und C1) und des Tintenuntersatzes 2 (Bk2, Y2, M2 und C2) in den in Tabelle 2 angegebenen Kombinationen wurde gedruckt. Tabelle 2

Beispiel Tintenuntersatz flüssige Zusammensetzung

1 1 A

2 1 B

3 1 C

4 1 D

5 2 A

6 2 B

7 2 C

8 2 D
In den Beispielen 1 bis 8 wurden unter Verwendung einer der Kombinationen aus den flüssigen Zusammensetzungen A bis D und den Tintensätzen 1 und 2 Farbbilder auf PPC-Papier (hergestellt von Canon Inc.) erzeugt. Zum Drucken wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, wie es in 1 gezeigt ist, verwendet, welches mit 5 Aufzeichnungsköpfen versehen war, wie sie in 3 gezeigt sind. Hierbei wurde die flüssige Zusammensetzung auf das Aufzeichnungspapier aufgetragen, bevor die Tinte aufgetragen wurde.
Praktisch wurde durch ein feines Drucken in drei Durchgängen, bei welchen der Druckbereich dreimal abgetastet wurde, gedruckt. Hierbei wurde jede flüssige Zusammensetzung auf die Position aufgetragen, welche einem Pixel entspricht, auf welches irgendeine der gelben, magentafarbenen, cyanfarbenen und schwarzen Tinten aufzutragen ist. Das heißt, die logische Summe der Druckdaten für Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz in jedem Durchgang wurde als Datum zur Auftragung der flüssigen Zusammensetzungen eingesetzt. Die Art der feinen Maske, welche für das feine Drucken eingesetzt wird, ist nicht speziell beschränkt, und jede bekannte Methode kann eingesetzt werden. Daher wird eine detaillierte Beschreibung weggelassen.
Die hier verwendeten Aufzeichnungsköpfe arbeiten mit einer Aufzeichnungsdichte von 600 dpi, und die Betriebsbedingung betrug 6,9 kHz der Betriebsfrequenz. Für die gelbe, die magentafarbene und die cyanfarbene Tinte sowie die flüssige Zusammensetzung wurden Köpfe eingesetzt, welche 15 ng pro Punkt ausstoßen, und für die schwarze Tinte ein Kopf, welcher 30 ng pro Punkt ausstößt. Die gleichen Aufzeichnungsbedingungen wurden für die Beispiele und Vergleichsbeispiele eingesetzt.
Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2
Es wurde unter Verwendung nur der Tintenuntersätze 1 und 2 gedruckt, wie es in der folgenden Tabelle 3 gezeigt ist. Tabelle 3

Vergleichsbeispiel Tintenuntersatz flüssige Zusammensetzung

1 1 keine

2 2 keine
Unter den gleichen Aufzeichnungsbedingungen wie in den Beispielen 1 bis 8 wurde aufgezeichnet.
<Bewertungsverfahren und Bewertungsstandards>
Die in den Beispielen 1 bis 8 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 erzeugten aufgezeichneten Bilder wurden gemäß den folgenden Bewertungsmethoden und Bewertungsstandards bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
Bewertungsverfahren für ein aufgezeichnetes Bild
(1) Färbungseigenschaften
Eine RGB-Farbtafel eines hochfeinen XYZ, CIELAB RGB standardisierten Bildes (SHIPP) (Herausgeber Highly Fine standardized Image Formation Committee; veröffentlicht von Image Electronic Soc.) wurde unter Verwendung eines Druckers und der flüssigen Zusammensetzung sowie der Tintenuntersätze unter Einsatz der gleichen bildverarbeitenden Bedingungen gedruckt, und die gedruckten Farbtafeln wurden einer Kolorimetrie unterzogen. Die Kolorimetrie wurde 24 Stunden nach dem Drucken durchgeführt, unter Verwendung eines GRETAG Spektrolino (Handelsbezeichnung) unter Bedingungen einer Lichtquelle: D50 und einem Gesichtsfeld: 2°. Die Bewertung der Farbeigenschaften erfolgte, indem die dreidimensionale Ausdehnung der Farbverteilung (hiernach als Farbskalavolumen bezeichnet) gemäß dem in der Betriebsanleitung des vorstehenden Dokuments beschriebenen Verfahren berechnet und indem die Ergebnisse verglichen wurden. Das Farbskalavolumen des erzeugten Bildes wurde mit jenem des gedruckten Bildes, welches unter Verwendung nur der Tintenuntersätze erzeugt wurde (Vergleichsbeispiele 1 oder 2), verglichen, und das Verhältnis wurde entsprechend den folgenden Bewertungsstandards in Klassen eingeteilt.

AAA:: Das Verhältnis des Farbskalavolumens ist nicht kleiner als 1,7
AA:: Das Verhältnis des Farbskalavolumens beträgt 1,5 oder mehr und weniger als 1,7
A:: Das Verhältnis des Farbskalavolumens beträgt 1,4 oder mehr und weniger als 1,5
BB:: Das Verhältnis des Farbskalavolumens beträgt 1,2 oder mehr und weniger als 1,4
B:: Das Verhältnis des Farbskalavolumens beträgt 1,0 oder mehr und weniger als 1,2
C:: Das Verhältnis des Farbskalavolumens ist kleiner als 1,0

Gleichzeitig wurde ein Bild mit dem Tintenuntersatz 1 auf gestrichenem Papier unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers (Handelsbezeichnung: Color BJ Paper LC-101, hergestellt von Canon Inc.) erzeugt, und das Farbskalavolumen wurde mit jenem des gedruckten Gegenstands des Vergleichsbeispiel 1 verglichen. Das Verhältnis betrug 1,3.
(2) Gleichmäßigkeit
Nachdem ausgefüllte Bilder aus gelber, magentafarbener, cyanfarbener und schwarzer Farbe mit oder ohne die flüssige Zusammensetzung unter Verwendung des vorstehenden Druckers, wurde die Farbgleichmäßigkeit durch Betrachtung mit dem Auge hinsichtlich einer weißen Trübung und einer Farbunregelmäßigkeit bewertet. Die Farben mit besonders schlechter Gleichmäßigkeit wurden als Bewertungsobjekte herausgezogen. Die Bewertungsstandards waren wie folgt:

A:: Weiße Trübung und Farbunregelmäßigkeit wurden kaum beobachtet;
B:: Obwohl entlang der Fasern des Papiers weiße Trübung und Farbunregelmäßigkeit geringfügig beobachtet wurden, war das Ausmaß innerhalb des praktisch akzeptablen Niveaus; und
C:: Entlang der Fasern des Papiers wurden weiße Trübung und Farbunregelmäßigkeit deutlich beobachtet.

(3) Steifenartige Unregelmäßigkeit
Nachdem ausgefüllte Bilder aus gelber, magentafarbener, cyanfarbener und schwarzer Farbe unter Verwendung des vorstehenden Druckers mit oder ohne die flüssige Zusammensetzung gedruckt worden waren, wurde die streifenartige Unregelmäßigkeit durch eine Betrachtung mit dem Auge bewertet. Die Farbbilder mit besonders schlechter streifenartiger Unregelmäßigkeit wurden als Bewertungsobjekte herausgezogen. Die Bewertungsstandards waren wie folgt:

A:: Streifenartige Unregelmäßigkeit wurde kaum beobachtet;
B:: Obwohl streifenartige Unregelmäßigkeit für jedes Abtasten mit dem Kopf geringfügig beobachtet wurde, war das Ausmaß innerhalb des praktisch akzeptablen Niveaus; und
C:: Streifenartige Unregelmäßigkeit wurde für jede Abtastung des Kopfes deutlich beobachtet.

(4) Abriebfestigkeit
Ausgefüllte Bilder aus gelber, magentafarbener, cyanfarbener und schwarzer Farbe wurden mit oder ohne die flüssige Zusammensetzung sowie Tinten der jeweiligen Farben unter Verwendung des vorstehenden Druckers gedruckt. 16 Stunden nach dem Drucken wurde über die gedruckten Teile ein Silbonpapier gelegt, und des Weiteren wurde ein Gewicht von 3,5 cm × 3,5 cm auf das Papier gesetzt, und unter Ausüben eines Drucks von 40 g/cm² wurde das Silbonpapier mit 15 cm/s weggezogen, um die Abriebfestigkeit der gedruckten Teile zu bewerten.
Die Farben mit besonders schlechter Abriebfestigkeit wurden als Bewertungsobjekte herausgezogen. Die Bewertungsstandards waren wie folgt:

A:: Entfernen von Tinte wurde kaum beobachtet;
B:: Obwohl Tinte geringfügig an das Silbonpapier anhaftete, war die Entfärbung der bedruckten Teile innerhalb des nicht erkennbaren Niveaus; und
C:: Eine signifikante Tintenmenge haftete an das Silbonpapier an und eine klare Entfärbung wurde in den bedruckten Teilen beobachtet.

(5) Textur
Ausgefüllte Bilder aus gelber, magentafarbener, cyanfarbener und schwarzer Farbe wurden mit oder ohne die flüssige Zusammensetzung sowie den Tinten der jeweiligen Farben unter Verwendung des vorstehenden Druckers gedruckt. Die Textur des Aufzeichnungsmediums wurde durch Betrachtung mit dem Auge bewertet. Die Bewertungsstandards waren wie folgt:

A:: Sowohl in den bedruckten Teilen als auch den nicht bedruckten Teilen wurde keine Disharmonie beobachtet, und die Textur des ungestrichenen Papiers wurde so bewahrt, wie sie war;
B:: Die bedruckten Teile und die nicht bedruckten Teile wiesen eine von einander verschiedene Textur auf, oder das aufgezeichnete Medium hatte eine zu jener des ungestrichenen Papiers vollständig verschiedene Textur.

	Färbungseigenschaft	Gleichmäßigkeit	Streifenartige Unregelmäßigkeit	Abriebfestigkeit	Textur
Bsp.: 1	AAA	A	A	A	A
Bsp.: 2	AAA	A	A	A	A
Bsp.: 3	AAA	A	A	A	A
Bsp.: 4	AA	A	A	A	A
Bsp.: 5	AAA	A	A	A	A
Bsp.: 6	AAA	A	A	A	A
Bsp.: 7	AAA	A	A	A	A
Bsp.: 8	AAA	A	A	A	A
Vgl. Bsp.: 1	B	C	A	A	A
Vgl. Bsp.: 2	B	C	A	C	A

Beispiele 9 bis 15
Um den Einfluss der Art des Aufzeichnungsmediums auf die Bildqualität zu untersuchen, wurden auf die gleiche Weise wie in den vorstehenden Beispielen Bilder unter Verwendung der flüssigen Zusammensetzung A und von vier Farbtinten des Tintenuntersatzes 1 auf 7 Arten von ungestrichenem Papier erzeugt. Diese ungestrichenen Papiere werden weitreichend unter den nachstehend aufgeführten Handelsbezeichnungen verkauft. Die Bilder wurden entsprechend den vorstehend beschriebenen Bewertungsstandards bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 angegeben.
Aufzeichnungsmedien

1) Hergestellt von Canon Inc.: PB Paper
2) Hergestellt von Canon Inc:: Brilliant White Paper
3) Hergestellt von Union Camp Co.: Great White Ink Jet
4) Hergestellt von Hammermill Co.: Jet Print
5) Hergestellt von Xerox Co.: Xerox 4024
6) Hergestellt von Hewlett Packard Co.: Bright White InkJet Paper
7) Hergestellt von Aussdat Ray Co.: Ray Jet

Tabelle 5

Bsp.:	Aufzeichnungsmedium	Färbungseigenschaft	Gleichmäßigkeit	Streifenartige Unregelmäßigkeit	Abriebfestigkeit	Textur
9	1)	AAA	A	A	A	A
10	2)	AAA	A	A	A	A
11	3)	AAA	A	A	A	A
12	4)	AAA	A	A	A	A
13	5)	AAA	A	A	A	A
14	6)	AAA	A	A	A	A
15	7)	AAA	A	A	A	A

Gemäß den in Tabelle 5 angegebenen Ergebnissen der Beispiele 9 bis 15 wurde bestätigt, dass die erhaltenen Bilder unabhängig von den Arten des Aufzeichnungsmediums für alle der Färbungseigenschaften, der Gleichmäßigkeit, der streifenartigen Unregelmäßigkeit, der Abriebsfestigkeit und der Textur zufriedenstellend waren.
Wie vorstehend beschrieben wird gemäß der Erfindung im Falle eines Farbtintenstrahlaufzeichnens auf insbesondere ungestrichenem Papier ein Messverfahren für eine flüssige Zusammensetzung bereitgestellt, welche eine hervorragende Färbungseigenschaft und Farbgleichmäßigkeit erzielen kann, und zudem werden flüssige Zusammensetzungen, Tintensätze, ein Verfahren zur Erzeugung von gefärbten Abschnitten auf Zielaufzeichnungsmedien und ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitgestellt, welche alle in der Lage sind, durch Tintenstrahlen aufgezeichnete Bilder mit der Färbungseigenschaft und der Farbgleichmäßigkeit zu erreichen, welche so hervorragend wie jene von Bildern auf gestrichenem Papier für Tintenstrahldrucken sind, während die Textur des ungestrichenen Papiers zurückbleibt, mit geringer streifenartiger Ungleichmäßigkeit für matte Bildteile und mit einer hohen Abriebfestigkeit in den bedruckten Teilen. Darüber hinaus werden gemäß der Erfindung flüssige Zusammensetzungen mit hervorragender Lagerungsstabilität und einer Stabilität, um aus Aufzeichnungsköpfen ausgestoßen zu werden, sowie mit hervorragenden Tintenstrahlaufzeichnungseigenschaften bereitgestellt.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Messverfahren für eine flüssige Zusammensetzung. Eine Ausführungsform des Verfahrens weist die Schritte auf: i) eine flüssige Zusammensetzung, welche feine Teilchen und ein Lösungsmittel enthält, wird den folgenden Vorbehandlungsschritten (a) bis (c) unterzogen, um ein Agglomerat aus feinen Teilchen zu erzeugen: (a) Verdampfen des Lösungsmittels der flüssigen Zusammensetzung bei 120°C für 10 Stunden an der Atmosphäre und Trocknen der flüssigen Zusammensetzung; (b) Tempern der getrockneten flüssigen Zusammensetzung, welche aus dem Vorbehandlungsschritt (a) resultiert, bei 700°C nach Anheben der Temperatur von 120°C auf 700°C über eine Stunde; (c) Abkühlen eines getemperten Produkts, welches in dem Vorbehandlungsschritt (b) erhalten wird, auf Raumtemperatur und Pulverisieren des geglühten Produkts, um Agglomerate der feinen Teilchen zu erhalten; und ii) Entgasen der Agglomerate im Vakuum bei 120°C für 8 Stunden und Messen der physikalischen Eigenschaften der Poren der Agglomerate durch ein Stickstoffadsorptions- und -desorptionsverfahren.

Claims

Flüssige Zusammensetzung, welche ein Lösungsmittel und feine anionische oder kationische Aluminiumoxidhydratteilchen umfasst, welche gealtert wurden und Poren mit einem maximalen Radius im Bereich von 2 nm bis 12 nm sowie ein Gesamtvolumen von ≥ 0,3 ml/g aufweisen, wobei die Teilchen mit einem Farbmittel in einer Tinte reagieren, wobei die Aluminiumoxidhydratteilchen derart sind, dass Agglomerate, welche aus den Teilchen durch die Schritte gebildet werden: (a) Verdampfen des Lösungsmittels der flüssigen Zusammensetzung bei 120°C für 10 Stunden an der Atmosphäre und Trocknen der flüssigen Zusammensetzung; (b) Tempern der getrockneten flüssigen Zusammensetzung, welche aus dem Vorbehandlungsschritt (a) resultiert, bei 700°C für drei Stunden nach Erhöhen der Temperatur von 120°C auf 700°C über eine Stunde; und (c) allmähliches Abkühlen des aus dem Vorbehandlungsschritt (b) resultierenden getemperten Produkts auf Raumtemperatur und Pulverisieren des getemperten Produkts durch Zermahlen in einem Achatmörser; ein Volumen der Poren, deren Radius im Bereich von 3 bis 30 nm liegt, von nicht kleiner als 0,4 ml/g und ein Volumen der Poren, deren Radius größer als 30 nm ist, von nicht mehr als 0,1 ml/g aufweisen, wobei das Volumen und der Radius der Poren durch Entgasen der Agglomerate im Vakuum bei 120°C für 8 Stunden gemessen werden.
Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Tinte entweder eine anionische oder eine kationische wässrige Tinte ist und die wässrige flüssige Zusammensetzung feine Teilchen in einem dispergierten Zustand enthält, wobei die feinen Teilchen eine Oberflächenladung mit einer zu jener der wässrigen Tinte entgegengesetzten Polarität aufweisen.
Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Tinte eine anionische wässrige Tinte ist und die feinen Teilchen eine kationische Oberflächenladung aufweisen.
Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die feinen Teilchen mit dem Farbmittel im flüssigen Zustand reagieren.
Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die flüssige Zusammensetzung ein Zetapotenzial von +5 bis +90 mV aufweist.
Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung des Weiteren eine Säure enthält und einen pH aufweist, der auf 2 bis 7 eingestellt ist.
Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 6, wobei die erste Dissoziationskonstante pka der Säure in Wasser 5 oder kleiner ist.
Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die flüssige Zusammensetzung ein Zetapotenzial von –5 bis –90 mV aufweist.
Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung des Weiteren eine Base enthält und einen pH aufweist, der auf 7 bis 12 eingestellt ist.
Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 9, wobei die erste Dissoziationskonstante pKb der Base in Wasser 5 oder kleiner ist.
Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die feinen Teilchen einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,005 bis 1 μm aufweisen.
Tintensatz, welcher unabhängig eine Tinte und eine flüssige Zusammensetzung umfasst, wobei die Tinte ein Farbmittel enthält und die flüssige Zusammensetzung eine ist, wie sie in einem der Ansprüche 1, 2 und 5 bis 11 definiert ist.
Tintensatz nach Anspruch 12, wobei die Tinte wenigstens eine ausgewählt aus einer gelben Tinte, einer magentafarbenen Tinte, einer cyanfarbenen Tinte, einer schwarzen Tinte, einer roten Tinte, einer blauen Tinte und einer grünen Tinte ist.
Tintensatz nach Anspruch 12, wobei die Tinte getrennt eine gelbe Tinte, eine magentafarbene Tinte und eine cyanfarbene Tinte umfasst.
Tintensatz nach Anspruch 12, wobei die Tinte getrennt eine gelbe Tinte, eine magentafarbene Tinte, eine cyanfarbene Tinte und eine schwarze Tinte umfasst.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Tinte anionisch ist und eine anionische Verbindung enthält.
Tintensatz nach Anspruch 16, wobei die Tinte einen wasserlöslichen Farbstoff mit einer anionischen Gruppe als die anionische Verbindung enthält.
Tintensatz nach Anspruch 16, wobei die Tinte ein Pigment mit einer anionischen Gruppe auf der Oberfläche des Pigments als die anionische Verbindung enthält.
Tintensatz nach Anspruch 16, wobei die Tinte ein Pigment und eine anionische Verbindung enthält, welche ein Dispergiermittel für das Pigment ist.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Tinte eine kationische Eigenschaft hat und eine kationische Verbindung enthält.
Verfahren zur Erzeugung eines Farbabschnitts auf einem Aufzeichnungsmedium mit den Schritten: (i) Auftragen einer Tinte, welche ein Farbmittel enthält, auf ein Aufzeichnungsmedium; und (ii) Auftragen einer flüssigen Zusammensetzung nach Anspruch 1 auf das Aufzeichnungsmedium.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Tinte entweder eine anionische oder eine kationische wässrige Tinte ist und die wässrige flüssige Zusammensetzung feine Teilchen in einem dispergierten Zustand enthält, und wobei die Oberfläche der feinen Teilchen auf eine zu jener der wässrigen Tinte entgegengesetzte Polarität aufgeladen ist.
Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, wobei der Schritt (i) nach dem Schritt (ii) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, wobei der Schritt (ii) nach dem Schritt (i) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, wobei der Schritt (ii) durchgeführt wird, nachdem der Schritt (i) durchgeführt wurde, und danach wird der Schritt (i) erneut durchgeführt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25, wobei das Auftragen der Tinte auf das Aufzeichnungsmedium im Schritt (i) durch ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren erfolgt, bei dem die Tinte aus einer Öffnung entsprechend den Aufzeichnungssignalen ausgestoßen wird.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren ein Verfahren zum Ausstoßen der Tinte durch Ausüben von Wärmeenergie auf die Tinte ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 26, wobei das Auftragen der flüssigen Zusammensetzung auf das Aufzeichnungsmedium in dem Schritt (ii) durch ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren erfolgt, bei dem die flüssige Zusammensetzung aus einer Öffnung entsprechend den Aufzeichnungssignalen ausgestoßen wird.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren ein Verfahren zum Ausstoßen der flüssigen Zusammensetzung durch Ausüben von Wärmeenergie auf die flüssige Zusammensetzung ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, welches eine erste Aufzeichnungseinheit und eine zweite Aufzeichnungseinheit umfasst, wobei die erste Aufzeichnungseinheit mit einem Tintenbehälter, welcher eine Tinte enthält, die ein Farbmittel umfasst, und einem Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen der Tinte versehen ist, und wobei die zweite Aufzeichnungseinheit mit einem Behälter für eine flüssige Zusammensetzung, welche die in Anspruch 1 definierte flüssige Zusammensetzung enthält, und einem Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen der flüssigen Zusammensetzung versehen ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, welches einen Tintenbehälter, der eine Tinte enthält, die ein Farbmittel umfasst, und einen Behälter für eine flüssige Zusammensetzung, der die in Anspruch 1 definierte flüssige Zusammensetzung enthält, sowie einen Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen der Tinte bzw. der flüssigen Zusammensetzung umfasst.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät nach Anspruch 30 oder 31, wobei der Tintenstrahlkopf ein thermischer Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen einer Flüssigkeit durch Ausüben von Wärmeenergie auf die Flüssigkeit ist.