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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung:
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pigmenttinte auf Wasserbasis
zur Tintenstrahl-Aufzeichnung, welche hervorragend bezüglich dem
Trocknungsvermögen
auf der Papieroberfläche
ist, und welche es ermöglicht,
das Auftreten des Dochtens und der unausgefüllten Streifen in Buchstaben
zu verhindern, auf eine Tintenkartusche, welche diese aufnimmt,
und auf ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren.
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Beschreibung des verwandten Stands der
Technik:
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Beim
Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem werden Tintentröpfchen durch das Tintenausstoßsystem
gebildet, das zum Beispiel ein elektrostatisches Anziehungssystem,
ein System, bei welchem unter Verwendung eines piezoelektrischen
Bauteils mechanische Schwingung oder Verdrängung auf die Tinte angewendet
wird, und ein System, bei welchem durch Heizen der Tinte Blasen
erzeugt werden, um den dadurch erzeugten Druck nutzbar zu machen,
einschließt.
Alle oder ein Teil der Tintentröpfchen
werden auf einem Aufzeichnungs-Zielmaterial, wie z.B. Papier, adhäriert, um
die Aufzeichnung auszuführen.
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Diejenigen,
die als Tinte zur Tintenstrahl-Aufzeichnung verwendet werden, die
für das
wie oben beschriebene Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem eingesetzt
werden, schließen
jene ein, bei welchen verschiedene wasserlösliche Farbstoffe oder Pigmente
in einem aus Wasser und anderen Komponenten zusammengesetzten flüssigen Medium
gelöst
oder dispergiert werden. Zum Beispiel ist es für die Tinte zur Tintenstrahl-Aufzeichnung erforderlich,
dass weder Präzipitierung
noch Koagulierung verursacht wird, selbst wenn die Tinte für einen
langen Zeitraum nicht verwendet wird, dass die Tinte in dem Tintenströmungsgang
und bei der Düse
des Kopfes des Tintenstrahldruckers nicht verklumpt wird, dass die
Druckqualität
zufriedenstellend ist und dass die Wetterbeständigkeit hervorragend ist.
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Der
Farbstoff und das Pigment werden wie folgt miteinander verglichen.
Der Farbstoff ist bezüglich
der Wasserfestigkeit unbefriedigend, weil der Farbstoff vollständig in
dem aus Wasser und dergleichen zusammengesetzten Tintenmedium gelöst ist.
Der Farbstoff ist angesichts seiner chemischen Struktur bezüglich der Wasserfestigkeit
ziemlich unterlegen. Im Gegensatz dazu ist das Pigment bezüglich der
Wetterbeständigkeit, einschließlich der
Wasserfestigkeit, außerordentlich
zufriedenstellend, weil das Pigment nicht in dem Tintenmedium gelöst ist,
sondern dispergiert ist. Besonders die Pigmenttinte wird nach dem
Verdunsten von Wasser leicht fest. Sobald die Pigmenttinte auf der
Papieroberfläche
fest geworden ist, wird eine starke Haftung zwischen dem Pigment
und dem Papier gebildet. Daher ist die Pigmenttinte hervorragender
bezüglich
dem Fixierverhalten auf dem Papier als die Farbstofftinte. Diese
Wirkungsweise wird weiter erleichtert, wenn ein Harz als Dispersionsmittel
oder ein Bindemittel in der Pigmenttinte enthalten ist. Daher verlagerte
sich die Tinte zur Tintenstrahl-Aufzeichnung in den letzten Jahren
von der Farbstofftinte zur Pigmenttinte.
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In
den letzten Jahren wurde verlangt, eine Pigmenttinte zur Tintenstrahl-Aufzeichnung
zu verwenden, die eine zu einem photografischen Bild gleichwertige
Druckqualität
aufweist, bei welcher die Kontur eines Bildes nach dem Drucken scharf
ist, und die Unschärfe,
wie etwa Dochten und Ausbluten, so weit wie möglich unterdrückt wird.
Zum Zweck des Realisierens der wie oben beschriebenen Druckqualität wird die
Pigmenttinte für
den Tintenstrahldrucker mit einem "Durchdringungsmittel" genannten wasserlöslichen organischen Lösungsmittel
versetzt, um die Tinte schnell in das Druckpapier eindringen zu
lassen und die Probleme des Dochtens und des Trocknungsvermögens auf
der Papieroberfläche
zu lösen.
Jene als Durchdringungsmittel bekannten schließen zum Beispiel Glykol-basierte
n-Butylether wie Diethylenglykol-n-butylether, Triethylenglykol-n-butylether, Propylenglykol-n-butylether,
Dipropylenglykol-n-butylether
und Tripropylenglykol-n-butylether ein. Zum Beispiel offenbart die
offengelegte
Japanische Patentanmeldung
Nr. 8-283631 eine Tinte zur Tintenstrahl-Aufzeichnung,
die zum Beispiel Propylenglykolmonobutylether und Dipropylenglykolmonobutylether enthält. Das
Dochten ist auf das Phänomen
zurückzuführen, dass
die Tinte entlang von unregelmäßig existierenden
Papierfasern eindringt, was zu einem fransigen und undeutlichen
Bild führt,
wenn das Drucken zum Beispiel auf Normalpapier durchgeführt wird,
das eine Fläche
aufweist, welche keiner Beschichtung unterzogen wurde.
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Allerdings
weist das Durchdringungsmittel, welches bisher verwendet wurde,
eine zu große
Durchdringung in das Papier auf. Daher ist es notwendig, dass die
Durchdringung in das Papier durch Senkung der Zugabemenge des Durchdringungsmittels
unterdrückt
wird, um eine Druckqualität
zu realisieren, die ungefähr gleichwertig
zu der eines Laserdruckers ist, bei welchem das Dochten äußerst selten
verursacht wird. Wenn die Zugabemenge des Durchdringungsmittels
gesenkt wird, trat ein Problem auf, dass das Trocknungsvermögen auf
der Papieroberfläche
verschlechtert wird, und es unmöglich
ist, irgendein ausreichendes Papieroberflächen-Trocknungsvermögen zu erhalten.
Ferner wird die Durchdringung in das Papier verringert, wenn die Zugabemenge
des Durchdringungsmittels vermindert wird. Aus diesem Grund trat
ein Problem auf, dass nach dem Drucken unausgefüllte oder weiße Streifen
in Buchstabenabschnitten entstehen. Daher wurde eine Tinte gefordert,
bei welcher das Dochten und die unausgefüllten Streifen in Buchstaben
nicht auftreten, während
das hervorragende Papieroberflächen-Trocknungsvermögen sichergestellt
ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben beschriebenen Probleme
zu lösen,
wobei es eine Aufgabe davon ist, eine Pigmenttinte auf Wasserbasis
zur Tintenstrahl-Aufzeichnung,
welche bezüglich dem
Trocknungsvermögen
auf der Papieroberfläche
hervorragend ist, und welche es ermöglicht, das Auftreten des Dochtens
und der unausgefüllten
Streifen in Buchstaben zu verhindern, und eine Tintenkartusche,
welche diese aufnimmt, bereitzustellen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Pigmenttinte auf Wasserbasis zur Tintenstrahl-Aufzeichnung
bereitgestellt, umfassend:
ein Pigment;
ein Propylenglykol-Derivat,
welches einen Sättigungsdampfdruck
von 2 bis 10 hPa und einen Oktanol/Wasser-Verteilungskoeffizienten
log P von 0 bis 1,35 aufweist; und
Dipropylenglykol-n-propylether,
wobei
das Propylenglykol-Derivat in einer Menge von 0,25 bis
1,5 Gew.-% in der Tinte enthalten ist und der Dipropylenglykol-n-propylether
in einer Menge von 0,5 bis 1 Gew.-% in der Tinte enthalten ist.
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Den
Erfindern gelang es, unter Verwendung des Propylenglykol-Derivats, welches
den festgelegten Sättigungsdampfdruck
und den festgelegten Oktanol/Wasser-Verteilungskoeffizienten log
P aufweist, und des Dipropylenglykol-n-propylethers in Kombination
in der Tinte, eine Pigmenttinte auf Wasserbasis zur Tintenstrahl-Aufzeichnung
zu erhalten, welche nicht nur bezüglich des Papieroberflächen-Trocknungsvermögens hervorragend
ist, sondern auch kein Auftreten des Dochtens und der unausgefüllten Streifen
in Buchstabenabschnitten mit sich bringt. Das heißt, dieser
Erfolg liegt an dem Umstand, dass nur die genau ausgewählte Kombination
des die festgelegten physikalischen Eigenschaften aufweisenden Propylenglykol-Derivats und des
Dipropylenglykol-n-propylethers gleichzeitig sowohl das Durchdringungsverhalten
als auch das Trocknungsvermögen
erfüllt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird auch eine Tintenkartusche bereitgestellt, welche
die Tinte der vorliegenden Erfindung aufnimmt. Die Tintenkartusche
kann von der Art sein, die in der Lage ist, abtrennbar am Tinten-Druckkopf befestigt
zu sein, oder von der Art, die in der Lage ist, an einem Rahmen
eines Tintenstrahldruckers abtrennbar befestigt zu sein. Im letzteren
Fall wird die Tinte von der Tintenkartusche über einen flexiblen Tintenschlauch
zu einem Druckkopf zugeführt.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Die
Pigmenttinte auf Wasserbasis zur Tintenstrahl-Aufzeichnung der vorliegenden
Erfindung enthält das
Propylenglykol-Derivat. Das Propylenglykol-Derivat weist eine verzweigte
Struktur in der Hauptkette auf. Der verzweigte Abschnitt fungiert
als eine sterische Hinderung, und daher wird das Propylenglykol-Derivat kaum
in der Tinte hydratisiert. Folglich ist die Stärke der Wasserstoffbrückenbindung
verglichen mit Ethylenglykol-Derivaten
klein. Demzufolge wird die Hydrophobie etwas verstärkt. Wenn
das Propylenglykol-Derivat zu der Tinte zugegeben wird, wird der
Sättigungsdampfdruck
erhöht.
Das Propylenglykol-Derivat weist das Sauerstoffatom und die verzweigte
Struktur in der Hauptkette auf, wobei der hydrophobe Abschnitt und
der hydrophile Abschnitt im Molekül nicht örtlich festgelegt sind und
das Gleichgewicht zwischen der Hydrophobie und der Hydrophilie befriedigend
ist. Daher ist es möglich,
das Auftreten des Dochtens zu vermeiden, und es ist möglich, die
Durchdringung bis zu einem gewissen Ausmaß bereitzustellen.
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Das
Propylenglykol-Derivat weist einen Sättigungsdampfdruck von 2 bis
10 hPa auf. Wenn der Sättigungsdampfdruck
weniger als 2 hPa beträgt,
dann wird die Tinte nach dem Drucken kaum getrocknet, und das Trocknungsvermögen auf
der Papieroberfläche
wird verschlechtert. Wenn der Sättigungsdampfdruck
10 hPa übersteigt,
wird das Trocknungsvermögen
zu sehr erhöht.
Daher verklumpt die Tinte in manchen Fällen bei der Düsenoberfläche des
Tintenstrahlkopfes, und in anderen Fällen wird der im organischen
Lösungsmittel
inhärente
Geruch verstärkt.
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Ferner
weist das Propylenglykol-Derivat den Oktanol/Wasser-Verteilungskoeffizienten
log P von 0 bis 1,35 auf. Der Oktanol/Wasser-Verteilungskoeffizient
log P wird entsprechend dem folgenden Ausdruck (1) aus dem anorganischen
Wert (IV) und dem organischen Wert (OV) der Substanz bestimmt. Der
anorganische Wert und der organische Wert sind Werte, die unter
der Annahme berechnet sind, dass der anorganische Wert der Hydroxylgruppe
100 ist und der organische Wert von einem Kohlenstoffatom 20 ist.
Der anorganische Wert und der organische Wert der Substanz kann
durch Zusammenrechnen der anorganischen Werte und der organischen
Werte der Atome und Substituenten, die im Molekül enthalten sind, entsprechend
ermittelt werden. Der anorganische Wert und der organische Wert
dienen als Kennzahlen, um die Hydrophilie oder die Hydrophobie darzustellen.
Folglich dient der Oktanol/Wasser-Verteilungskoeffizient log P, welcher
aus dem anorganischen Wert und dem organischen Wert bestimmt wird,
auch als ein Wert, um das Gleichgewicht zwischen der Hydrophilie
und der Hydrophobie darzustellen. Folglich wird die Hydrophobie
stärker,
wenn der Oktanol/Wasser-Verteilungskoeffizient größer ist.
Wenn der Oktanol/Wasser-Verteilungskoeffizient kleiner ist, wird die
Hydrophilie stärker. log P = 0,0139 × OV – 0,0045 × IV (1)
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Das
Propylenglykol-Derivat ist bezüglich
der Hydrophilie verhältnismäßig stark,
weil der Oktanol/Wasser-Verteilungskoeffizient log P innerhalb dem
wie oben beschriebenen Bereich liegt. Üblicherweise wird eine Substanz
in Form eines Leims oder dergleichen, welche eine hohe Hydrophobie
aufweist, zu dem zum Drucken verwendeten Druckpapier zugegeben.
Daher ist die eine höhere
Hydrophilie aufweisende Tinte kaum auf das Papier, mit welchem die
Durchdringung verringert wird, abgestimmt. Daher ist es möglich, das
Auftreten des Dochtens zu verhindern, wenn die Tinte, welche das
Propylenglykol-Derivat,
das den Oktanol/Wasser-Verteilungskoeffizienten log P aufweist,
der innerhalb des oben beschriebenen Bereiches eingestellt ist,
enthält, verwendet
wird. Wenn andererseits der Oktanol/Wasser-Verteilungskoeffizient
log P geringer als 0 ist, dann ist die Hydrophilie zu stark, und
die Durchdringung in das Papier wird verschlechtert. Daher ist die
Unschärfe
zum ordentlichen Ausfüllen
der Punkt-Matrices der Buchstabenabschnitte nicht ausreichend genug.
Demzufolge werden in einigen Fällen
unausgefüllte
oder weiße
Streifen gebildet, und in anderen Fällen wird das Papieroberflächen-Trocknungsvermögen verschlechtert.
Wenn der Oktanol/Wasser-Verteilungskoeffizient
log P 1,35 übersteigt,
dann ist die Hydrophobie zu groß,
und die Tinte und das Papier werden übermäßig aneinander adaptiert. Daher
steigt die Durchdringung in das Papier übermäßig, und das Dochten tritt
auf. Weiter bevorzugt beträgt
der Oktanol/Wasser-Verteilungskoeffizient log P 0,5 bis 1,35.
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Das
Propylenglykol-Derivat, bei welchem der Sättigungsdampfdruck 2 bis 10
hPa beträgt
und der Oktanol/Wasser-Verteilungskoeffizient log P 0 bis 1,35 beträgt, ist
nicht besonders begrenzt. Das Propylenglykol-Derivat kann zum Beispiel Propylenglykolmethylether,
Propylenglykolethylether, Propylenglykol-n-propylether und Propylenglykolmethyletheracetat
einschließen.
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Der
Gehalt an Propylenglykol-Derivat bezüglich der Gesamtmenge an Pigmenttinte
auf Wasserbasis zur Tintenstrahl-Aufzeichnung der vorliegenden Erfindung
beträgt
0,25 bis 1,5-Gew.-%. Wenn der Gehalt weniger als 0,25 Gew.-% beträgt, ist
zu befürchten,
dass das Papieroberflächen-Trocknungsvermögen verschlechtert sein
kann, und nach dem Drucken bei aufgezeichneten Abschnitten unausgefüllte Streifen
auftreten können.
Wenn der Gehalt 1,5 Gew.-% übersteigt,
neigt das Dochten aufzutreten. Die Erfinder haben den Umstand festgestellt,
dass dann, wenn der Gehalt an Propylenglykol-Derivat innerhalb des
oben beschriebenen Bereichs liegt – vorausgesetzt die anderen
Anforderungen der vorliegenden Erfindungen sind erfüllt –, das Papieroberflächen-Trocknungsvermögen hervorragend
ist, und es möglich
ist, das Auftreten des Dochtens und der unausgefüllten Streifen in Buchstaben
zu verhindern. Der Gehalt an Propylenglykol-Derivat beträgt bevorzugt
0,30 bis 1,5 Gew.-% und weiter bevorzugt 0,5 bis 1,5 Gew.-%.
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Die
Pigmenttinte auf Wasserbasis zur Tintenstrahl-Aufzeichnung der vorliegenden
Erfindung enthält Dipropylenglykol-n-propylether. Der
Dipropylenglykol-n-propylether hat eine Hauptkette, welche die Propylenstruktur
aufweist, und er weist ferner eine Hauptkette auf, die länger als
die des Propylenglykol-Derivats ist. Daher weist der Dipropylenglykol-n-propylether, den
Oktanol/Wasser-Verteilungskoeffizienten log P von 1,87 auf, wo die
Hydrophobie stark ist. Aus diesem Grund weist die Tinte, welche
den Dipropylenglykol-n-propylether
enthält,
eine ausreichende Durchdringung in das Papier auf. Daher ist das
Papieroberflächen-Trocknungsvermögen hervorragend,
und es ist möglich,
infolge der Kombination mit dem oben beschriebenen Propylenglykol-Derivat
das Auftreten unausgefüllter
Streifen in Buchstaben zu verhindern.
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Der
Gehalt an Dipropylenglykol-n-propylether bezüglich der Gesamtmenge an Pigmenttinte
auf Wasserbasis zur Tintenstrahl-Aufzeichnung
der vorliegenden Erfindung beträgt
0,5 bis 1 Gew.-%. Wenn der Gehalt weniger als 0,5 Gew.-% beträgt, ist
zu befürchten,
dass das Papieroberflächen-Trocknungsvermögen verschlechtert
werden kann, und nach dem Drucken bei aufgezeichneten Abschnitten
unausgefüllte
Streifen auftreten können.
Wenn der Gehalt 1 Gew.-% überschreitet,
ist zu befürchten,
dass das Dochten auftreten kann. Bevorzugt beträgt der Gehalt 0,8 bis 1 Gew.-%.
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Die
Pigmenttinte auf Wasserbasis zur Tintenstrahl-Aufzeichnung der vorliegenden
Erfindung enthält ein
Pigment. Es ist zu bevorzugen, dass das Pigment ein selbstdispergierendes
Pigment ist, das in der Lage ist, selbst ohne irgendein Dispersionsmittel
eine stabile Dispersion zu bewirken. Das selbstdispergierende Pigment
ist, infolge der hydrophilen funktionellen Gruppe, wie etwa einer
Carbonylgruppe, einer Hydroxylgruppe und einer Sulfongruppe und/oder
einem Salz davon, die durch die chemische Bindung direkt oder über irgendeine
mehrwertige Gruppe auf die Oberfläche der Pigmentpartikel eingeführt wird,
in der Lage, ohne irgendein Dispersionsmittel in Wasser dispergiert
zu werden.
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Das
selbstdispergierende Pigment ist nicht speziell begrenzt. Verwendbare
können
zum Beispiel selbstdispergierende Pigmente, die der Oberflächenbehandlung
durch ein Verfahren unterworfen werden, das zum Beispiel im der
offengelegten
japanischen Patentanmeldung
Nr. 8-3498 entsprechenden
US-Patent
Nr. 5,609,671 und im
US-Patent
Nr. 5,837,045 , das der veröffentlichten japanischen Übersetzung
der internationalen PCT-Veröffentlichung
für die
Patentanmeldung Nr. 2000-513396 entspricht,
beschrieben ist. Kommerziell verfügbare können zum Beispiel CAB-O-JET
200, CAB-O-JET 300 (hergestellt von Cabot), Bonjet CW1 (hergestellt
von Orient Chemical Industries, Ltd.), und LIOJET WD BLACK 002C
(hergestellt von Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.) einschließen.
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Das
Pigment, welches für
die oben beschriebenen selbstdispergierenden Pigmente verwendbar
ist, ist nicht besonders begrenzt. Es ist möglich, irgendeines von anorganischen
Pigmenten und organischen Pigmenten zu verwenden. Das Pigment, welches
zum Durchführen
der oben beschriebenen Oberflächenbehandlung
geeignet ist, kann zum Beispiel Ruße (Carbon Blacks) wie MA8,
MA100 (beide hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation) und
Color Black FW200 (hergestellt von Degussa) einschließen.
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Der
Gehalt an selbstdispergierendem Pigment wird abhängig von der gewünschten
Farbe und der Konzentration festgelegt. Allerdings beträgt der Gehalt
bevorzugt 1 bis 15 Gew.-% und weiter bevorzugt 1 bis 10 Gew.-% bezüglich der
Gesamtmenge an Pigmenttinte auf Wasserbasis zur Tintenstrahl-Aufzeichnung
der vorliegenden Erfindung.
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Die
Pigmenttinte auf Wasserbasis zur Tintenstrahl-Aufzeichnung der vorliegenden
Erfindung enthält Wasser.
Es ist bevorzugt, entionisiertes Wasser als das oben beschriebene
Wasser zu verwenden, eher als verschiedene Ionen enthaltendes gewöhnliches
Wasser. Der Wassergehalt wird innerhalb eines breiten Bereichs festgelegt,
je nach Art und Zusammensetzung der von Wasser verschiedenen Lösungsmittelbestandteile
und der gewünschten
Eigenschaften der Tinte. Der Gehalt beträgt bevorzugt 10 bis 95 Gew.-%,
weiter bevorzugt 10 bis 70 Gew.-% und noch weiter bevorzugt 20 bis
70 Gew.-% bezüglich
der Gesamtmenge der Pigmenttinte auf Wasserbasis zur Tintenstrahl-Aufzeichnung der
vorliegenden Erfindung.
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Es
ist bevorzugt, dass die Pigmenttinte auf Wasserbasis zur Tintenstrahl-Aufzeichnung
der vorliegenden Erfindung zusätzlich
zu dem Propylenglykol-Derivat und dem Dipropylenglykol-n-propylether
ein wasserlösliches
organisches Lösungsmittel
enthält.
Wenn das obige wasserlösliche
organische Lösungsmittel
wie oben beschrieben enthalten ist, ist es möglich, das Trocknen der Tinte
an der Düse
des Tintenstrahlkopfes zu verhindern, die Druckdichte zu verbessern
und eine lebendige Farbe zu erzeugen.
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Es
ist bevorzugt, dass eine wasserlösliche
Glykolverbindung als wasserlösliches
organisches Lösungsmittel
enthalten ist. Die wasserlösliche
Glykolverbindung fungiert als Befeuchtungsmittel. Es ist zum Beispiel
möglich,
das Auftreten des Verklumpens am Tintenstrahlkopf, das Auftreten
der durch das Verdunsten des Wassers aus der Tinte verursachten
Abscheidung und die Austrocknung der Tinte zu vermeiden. Die wasserlösliche Glykolverbindung,
welche zum Beispiel Glycerin, Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Polyethylenglykol,
Propylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, Polypropylenglykol,
1,5-Pentandiol und 1,6-Hexandiol einschließen kann, ist nicht besonders
begrenzt.
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Wenn
die wasserlösliche
Glykolverbindung als das wasserlösliche
organische Lösungsmittel
verwendet wird, beträgt
der Gehalt an wasserlöslicher
Glykolverbindung bevorzugt 5 bis 50 Gew.-% bezüglich der Gesamtmenge an Pigmenttinte
auf Wasserbasis zur Tintenstrahl-Aufzeichnung der vorliegenden Erfindung. Wenn
der Gehalt weniger als 5 Gew.-% beträgt, dann ist die Befeuchtungswirkung
mangelhaft, und Probleme treten auf, zum Beispiel derart, dass in
einigen Fällen
Abscheidung und Austrocknung verursacht werden. Wenn der Gehalt
50 Gew.-% übersteigt,
dann wird die Viskosität
unnötig
erhöht,
um den Düsen-Betrieb
in einigen Fällen
unbrauchbar zu machen, und in anderen Fällen wird die Tinte extrem
langsam auf der Papieroberfläche
getrocknet. Der Gehalt beträgt
weiter bevorzugt 10 bis 40 Gew.-% und noch weiter bevorzugt 15 bis 35
Gew.-%.
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Das
von der wasserlöslichen
Glykolverbindung verschiedene wasserlösliche organische Lösungsmittel
kann zum Beispiel Amide wie Dimethylformamid und Dimethylacetamid;
Ketone oder Ketonalkohole wie Aceton und Diaceton-Alkohol; Ether
wie Tetrahydrofuran und Dioxan; Glycerin; 2-Pyrrolidon; N-Methyl-2-pyrrolidon; und
1,3-Dimethyl-2-Imidazolidinon einschließen. Das wie oben beschriebene
wasserlösliche
organische Lösungsmittel
kann einzeln verwendet werden. Alternativ können zwei oder mehr der wasserlöslichen
organischen Lösungsmittel
in Kombination verwendet werden.
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Die
Pigmenttinte auf Wasserbasis zur Tintenstrahl-Aufzeichnung der vorliegenden
Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Allerdings
ist es auch zulässig,
dass sie, abhängig
vom Zweck, ferner zum Beispiel herkömmlich bekannte oberflächenaktive
Substanzen, Viskosität
einstellende Mittel, Oberflächenspannung
einstellende Mittel, pH einstellende Mittel, Metallrost verhindernde
Mittel, spezifischen Widerstand einstellende Mittel, filmbildende
Mittel, Ultraviolett absorbierende Mittel, antioxidierende Mittel,
Mittel gegen Verblassen und antiseptische/fungizide Mittel enthalten,
um verschiedene andere Leistungseigenschaften, die zum Beispiel
die Ausstoßstabilität, die Anpassbarkeit
bezüglich
Materialien für
den Kopf und die Tintenkartusche, die Lagerstabilität, das Bild-Archivierungsvermögen und
dergleichen einschließen,
zu verbessern. Wenn die Pigmenttinte auf Wasserbasis zur Tintenstrahl-Aufzeichnung
der vorliegenden Erfindung auf das Tintenstrahl-System, bei welchem
der Düsen-Betrieb
gemäß einer
Einwirkung thermischer Energie arbeitet, angewendet wird, ist es
auch zulässig,
thermische physikalische Werte, die zum Beispiel die spezifische Wärme, den
thermischen Ausdehnungskoeffizienten und den thermischen Leitfähigkeitskoeffizienten
einschließen,
einzustellen. Das Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, welches auf
der Verwendung der Pigmenttinte auf Wasserbasis zur Tintenstrahl-Aufzeichnung der
vorliegenden Erfindung basiert, ist ebenfalls ein Gegenstand der
vorliegenden Erfindung.
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Die
Probleme, die die herkömmliche
Techniken mit sich bringen, wurden durch die vorliegende Erfindung
ausreichend gelöst.
Wenn das Propylenglykol-Derivat und der Dipropylenglykol-n-propylether, welche die
wie oben beschriebenen Anforderungen erfüllen, enthalten sind, ist es
möglich,
die Pigmenttinte auf Wasserbasis zur Tintenstrahl-Aufzeichnung und
das Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, bei welchem das Papieroberflächen-Trocknungsvermögen hervorragend
ist, zu realisieren, und es ist möglich, das Auftreten des Dochtens
und der unausgefüllten
Streifen in Buchstaben zu verhindern.
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Die
vorliegende Erfindung wird unten, wie durch Beispiele veranschaulicht,
ausführlicher
erläutert.
Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf Beispiele
begrenzt.
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Beispiel 1
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40
Gewichtsteile Wasser, 25,5 Gewichtsteile Glycerin, 0,5 Gewichtsteile
Propylenglykol-n-propylether (PGPE), und 1 Gewichtsteil Dipropylenglykol-n-propylether
(DPGPE) wurden unter Ausübung
von Agitation gemischt, um 67 Gewichtsteile eines Tintenlösungsmittels
herzustellen. Anschließend
wurden, während
33 Gewichtsteile CAB-O-JET 300 (Rußkonzentration: 15%, hergestellt
von Cabot) agitiert werden, schrittweise 67 Gewichtsteile des zubereiteten
Tintenlösungsmittels
zugegeben. Die Agitation wurde für
30 Minuten ausgeübt, gefolgt
vom Filtrieren durch einen eine Porengröße von 1 μm aufweisenden Membranfilter,
um eine Tinte zuzubereiten.
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Beispiel 2
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40
Gewichtsteile Wasser, 25,7 Gewichtsteile Glycerin, 0,5 Gewichtsteile
PGPE und 0,8 Gewichtsteile DPGPE wurden unter Ausübung von
Agitation gemischt, um 67 Gewichtsteile eines Tintenlösungsmittels
herzustellen. Anschließend
wurden, während
33 Gewichtsteile CAB-O-JET 300 (Rußkonzentration: 15%, hergestellt
von Cabot) agitiert werden, schrittweise 67 Gewichtsteile des zubereiteten
Tintenlösungsmittels
zugegeben. Die Agitation wurde für
30 Minuten ausgeübt,
gefolgt vom Filtrieren durch einen eine Porengröße von 1 μm aufweisenden Membranfilter,
um eine Tinte zuzubereiten.
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Beispiel 3
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39
Gewichtsteile Wasser, 26,2 Gewichtsteile Glycerin, 1 Gewichtsteil
PGPE und 0,8 Gewichtsteile DPGPE wurden unter Ausübung von
Agitation gemischt, um 67 Gewichtsteile eines Tintenlösungsmittels
herzustellen. Anschließend
wurden, während
33 Gewichtsteile Bonjet CW1 (Rußkonzentration:
15%, hergestellt von Orient Chemical Industries, Ltd.) agitiert
werden, schrittweise 67 Gewichtsteile des zubereiteten Tintenlösungsmittels
zugegeben. Die Agitation wurde für
30 Minuten ausgeübt,
gefolgt vom Filtrieren durch einen eine Porengröße von 1 μm aufweisenden Membranfilter,
um eine Tinte zuzubereiten.
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Beispiel 4
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49
Gewichtsteile Wasser, 24 Gewichtsteile Glycerin, 1 Gewichtsteil
PGPE und 1 Gewichtsteil DPGPE wurden unter Ausübung von Agitation gemischt,
um 75 Gewichtsteile eines Tintenlösungsmittels herzustellen. Anschließend wurden,
während
25 Gewichtsteile LIOJET WD BLACK 002C (Rußkonzentration: 20%, hergestellt
von Toyo Ink Mfg. Co, Ltd.) agitiert werden, schrittweise 75 Gewichtsteile
des zubereiteten Tintenlösungsmittels
zugegeben. Die Agitation wurde für
30 Minuten ausgeübt,
gefolgt vom Filtrieren durch einen eine Porengröße von 1 μm aufweisenden Membranfilter,
um eine Tinte zuzubereiten.
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Beispiel 5
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40
Gewichtsteile Wasser, 25,5 Gewichtsteile Glycerin, 1 Gewichtsteil
PGPE und 0,5 Gewichtsteile DPGPE wurden unter Ausübung von
Agitation gemischt, um 67 Gewichtsteile eines Tintenlösungsmittels
herzustellen. Anschließend
wurden, während
33 Gewichtsteile CAB-O-JET 300 (Rußkonzentration: 15%, hergestellt
von Cabot) agitiert werden, schrittweise 67 Gewichtsteile des zubereiteten
Tintenlösungsmittels
zugegeben. Die Agitation wurde für
30 Minuten ausgeübt,
gefolgt vom Filtrieren durch einen eine Porengröße von 1 μm aufweisenden Membranfilter,
um eine Tinte zuzubereiten.
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Beispiel 6
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40
Gewichtsteile Wasser, 25 Gewichtsteile Glycerin, 1,5 Gewichtsteile
Propylenglykolmethylether (PGME) und 0,5 Gewichtsteile DPGPE wurden
unter Ausübung
von Agitation gemischt, um 67 Gewichtsteile eines Tintenlösungsmittels herzustellen.
Anschließend
wurden, während
33 Gewichtsteile CAB-O-JET 300 (Rußkonzentration: 15%, hergestellt
von Cabot) agitiert werden, schrittweise 67 Gewichtsteile des zubereiteten
Tintenlösungsmittels
zugegeben. Die Agitation wurde für
30 Minuten ausgeübt,
gefolgt vom Filtrieren durch einen eine Porengröße von 1 μm aufweisenden Membranfilter,
um eine Tinte zuzubereiten.
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Beispiel 7
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39
Gewichtsteile Wasser, 25,7 Gewichtsteile Glycerin, 1,5 Gewichtsteile
PGME und 0,8 Gewichtsteile DPGPE wurden unter Ausübung von
Agitation gemischt, um 67 Gewichtsteile eines Tintenlösungsmittels
herzustellen. Anschließend
wurden, während
33 Gewichtsteile Bonjet CW1 (Rußkonzentration:
15%, hergestellt von Orient Chemical Industries, Ltd.) agitiert
werden, schrittweise 67 Gewichtsteile des zubereiteten Tintenlösungsmittels
zugegeben. Die Agitation wurde für
30 Minuten ausgeübt,
gefolgt vom Filtrieren durch einen eine Porengröße von 1 μm aufweisenden Membranfilter,
um eine Tinte zuzubereiten.
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Beispiel 8
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40
Gewichtsteile Wasser, 26 Gewichtsteile Glycerin, 0,5 Gewichtsteile
Propylenglykolethylether (PGEE) und 0,5 Gewichtsteile DPGPE wurden
unter Ausübung
von Agitation gemischt, um 67 Gewichtsteile eines Tintenlösungsmittels
herzustellen. Anschließend
wurden, während
33 Gewichtsteile CAB-O-JET 300 (Rußkonzentration: 15%, hergestellt
von Cabot) agitiert werden, schrittweise 67 Gewichtsteile des zubereiteten
Tintenlösungsmittels
zugegeben. Die Agitation wurde für
30 Minuten ausgeübt,
gefolgt vom Filtrieren durch einen eine Porengröße von 1 μm aufweisenden Membranfilter,
um eine Tinte zuzubereiten.
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Beispiel 9
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40
Gewichtsteile Wasser, 24,5 Gewichtsteile Glycerin, 1,5 Gewichtsteile
Propylenglykolmethyletheracetat (PGMEA) und 1 Gewichtsteil DPGPE
wurden unter Ausübung
von Agitation gemischt, um 67 Gewichtsteile eines Tintenlösungsmittels
herzustellen. Anschließend
wurden, während
33 Gewichtsteile CAB-O-JET 300 (Rußkonzentration: 15%, hergestellt
von Cabot) agitiert werden, schrittweise 67 Gewichtsteile des zubereiteten
Tintenlösungsmittels
zugegeben. Die Agitation wurde für
30 Minuten ausgeübt,
gefolgt vom Filtrieren durch einen eine Porengröße von 1 μm aufweisenden Membranfilter,
um eine Tinte zuzubereiten.
-
Beispiel 10
-
40
Gewichtsteile Wasser, 25,7 Gewichtsteile Glycerin, 0,3 Gewichtsteile
PGPE und 1 Gewichtsteil DPGPE wurden unter Ausübung von Agitation gemischt,
um 67 Gewichtsteile eines Tintenlösungsmittels herzustellen.
Anschließend
wurden, während
33 Gewichtsteile CAB-O-JET 300 (Rußkonzentration: 15%, hergestellt
von Cabot) agitiert werden, schrittweise 67 Gewichtsteile des zubereiteten
Tintenlösungsmittels
zugegeben. Die Agitation wurde für
30 Minuten ausgeübt,
gefolgt vom Filtrieren durch einen eine Porengröße von 1 μm aufweisenden Membranfilter,
um eine Tinte zuzubereiten.
-
Vergleichsbeispiele 1 bis 16
-
Die
Tinten wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 entsprechend
der in Tabelle 2 gezeigten Zusammensetzungen unter Verwendung von
CAB-O-JET 300, Bonjet CW1 oder LIOJET WD BLACK 002C als Pigment-Dispersionsmaterial,
und unter Verwendung von PGPE, PGME, PGEE oder PGMEA als Propylenglykol-Derivat, oder Propylenglykol-n-butylether
(PGEE) oder Tripropylenglykolmethylether (TPGME) als das bisher
verwendete Durchdringungsmittel, hergestellt.
-
Tabelle
1 zeigt die Abkürzungen,
die Oktanol/Wasser-Verteilungskoeffizienten
log P und die Sättigungsdampfdrücke der
Propylenglykol-Derivate, des Propylenglykol-n-butylethers, des Tripropylenglykolmethylethers
und des Dipropylenglykol-n-Propylethers,
die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet wurden.
Tabelle 2 zeigt die Tintenzusammensetzungen der Beispiele und der
Vergleichsbeispiele. Tabelle 1
| Name | Abkürzung | log
P | Sättigungsdampfdruck [hPa] |
| Propylenglykolmethylether | PGME | 0,57 | 8,71 |
| Propylenglykolethylether | PGEE | 0,85 | 9,4 |
| Propylenglykol-n-propylether | PGPE | 1,13 | 2,21 |
| Propylenglykolmethyletheracetat | PGMEA | 1,31 | 5 |
| Propylenglykol-n-butylether | PGEE | 1,41 | 0,78 |
| Tripropylenglykolmethylether | TPGME | 2,06 | 0,04 |
| Dipropylenglykol-n-propylether | DPGPE | 1,87 | 0,03 |
-
Untersuchung
-
Die
Untersuchung für
die in den Beispielen 1 bis 10 und Vergleichsbeispielen 1 bis 16
hergestellten Tinten wurde gemäß der folgenden
Methode durchgeführt.
Zur Untersuchung wurden Aufzeichnungsproben verwendet, welche auf
DATA COPY Papier (hergestellt von m-real) unter Verwendung eines
Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts, das
einen Schermodus-Tintenstrahlkopf aufweist, wie er in dem der offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2-150355 entsprechenden
US-Patent Nr. 5,016,028 offenbart
ist, aufgezeichnet wurden. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle
3 gezeigt.
-
(1) Dochten
-
Das
Dochten wurde in Bezug auf die Aufzeichnungsproben, die auf der
Verwendung der in den Beispielen 1 bis 10 und Vergleichsbeispielen
1 bis 16 hergestellten Tinten basieren, visuell beobachtet, und
die Untersuchung wurde entsprechend der folgenden Kriterien durchgeführt.
- ++:
- Das Dochten wird kaum
beobachtet;
- +:
- das Dochten ist unauffällig;
- ±:
- das Dochten ist auffällig und
die Probe bringt irgendein praktisches Problem mit sich; und
- –:
- das Dochten ist deutlich
auffällig,
und die Probe ist für
irgendeine praktische Verwendung ungeeignet.
-
(2) Papieroberflächen-Trocknungsvermögen
-
Jede
der in den Beispielen 1–10
und den Vergleichsbeispielen 1–16
hergestellten Aufzeichnungsproben wurde 15 Sekunden nach dem Drucken
mit einem Finger gerieben. Das Abreiben der Tinte wurde visuell beobachtet,
und der auf das Bild ausgeübte
Einfluss wurde entsprechend der folgenden Kriterien ausgewertet. Das
Papieroberflächen-Trocknungsvermögen bezieht
sich auf das Trocknungsvermögen
der Tinte auf der Papieroberfläche
nach dem Drucken.
- ++:
- Das Abreiben der Tinte
wird kaum beobachtet;
- +:
- das Abreiben der Tinte
ist unauffällig;
- ±:
- das Abreiben der Tinte
ist auffällig,
und die Probe bringt irgendein praktisches Problem mit sich; und
- –:
- das Abreiben der Tinte
ist deutlich auffällig,
und die Probe ist für
irgendeine praktische Verwendung ungeeignet.
-
(3) Unausgefüllte Streifen in Buchstaben
-
Das
Auftreten von unausgefüllten
Streifen wurde nach dem Drucken für Buchstabenabschnitte in Bezug
auf Aufzeichnungsproben, die auf der Verwendung von den in den Beispielen
1 bis 10 und Vergleichsbeispielen 1 bis 16 hergestellten Tinten
basieren, visuell beobachtet. Die unausgefüllten Streifen in Buchstaben beziehen
sich auf Lücken,
die erzeugt werden, wenn das Drucken mit einer keine ausreichende
Durchdringung aufweisenden Tinte durchgeführt wird.
- ++:
- Die unausgefüllten Streifen
in Buchstaben werden kaum beobachtet;
- +:
- die unausgefüllten Streifen
in Buchstaben sind unauffällig;
- ±:
- die unausgefüllten Streifen
in Buchstaben sind auf fällig,
und die Probe bringt irgendein praktisches Problem mit sich; und
- –:
- die unausgefüllten Streifen
in Buchstaben sind deutlich auffällig,
und die Probe ist für
irgendeine praktische Verwendung ungeeignet.
Tabelle 3 | | Dochten | Papieroberflächen-Trocknungsvermögen | unausgefüllte Streifen
in Buchstaben |
| Beispiel
1 | + | ++ | ++ |
| Beispiel
2 | ++ | ++ | ++ |
| Beispiel
3 | ++ | ++ | ++ |
| Beispiel
4 | + | ++ | ++ |
| Beispiel
5 | ++ | + | + |
| Beispiel
6 | ++ | + | + |
| Beispiel
7 | ++ | ++ | ++ |
| Beispiel
8 | ++ | + | + |
| Beispiel
9 | + | ++ | ++ |
| Beispiel
10 | + | + | ++ |
| Vergleichsbeispiel
1 | ++ | ± | + |
| Vergleichsbeispiel
2 | ± | ± | + |
| Vergleichsbeispiel
3 | ++ | ± | ± |
| Vergleichsbeispiel
4 | ± | ± | + |
| Vergleichsbeispiel
5 | ++ | ± | ± |
| Vergleichsbeispiel
6 | ++ | – | – |
| Vergleichsbeispiel
7 | + | – | ± |
| Vergleichsbeispiel
8 | ++ | – | – |
| Vergleichsbeispiel
9 | + | ± | ± |
| Vergleichsbeispiel
10 | ++ | – | – |
| Vergleichsbeispiel
11 | ± | + | + |
| Vergleichsbeispiel
12 | ± | ++ | ++ |
| Vergleichsbeispiel
13 | ++ | ± | + |
| Vergleichsbeispiel
14 | – | ++ | ++ |
| Vergleichsbeispiel
15 | – | ± | ± |
| Vergleichsbeispiel
16 | – | + | + |
-
Wie
durch Tabelle 3 verdeutlicht, stellten die in den Beispielen 1 bis
10 hergestellten Tinten ausreichende Ergebnisse in Bezug auf alle
Punkte des Dochtens, des Papieroberflächen-Trocknungsvermögens und der unausgefüllten Streifen
in Buchstaben bereit. Im Gegensatz dazu brachten die in den Vergleichsbeispielen
1 bis 13 hergestellten Tinten Probleme in Bezug auf mindestens einen
der Punkte des Dochtens, des Papieroberflächen-Trocknungsvermögens und
der unausgefüllten
Streifen in Buchstaben mit sich, vermutlich aus den folgenden Gründen. Das
heißt,
es wird in Betracht gezogen, dass die Gehalte an Propylenglykol-Derivat
und Dipropylenglykoln-propylether in den bei den Vergleichsbeispielen
1 bis 13 hergestellten Tinten gegenüber den bei den Beispielen
hergestellten Tinten nicht geeignet sind. Die in den Vergleichsbeispielen
14 bis 16 hergestellten Tinten enthalten Propylenglykol-n-butylether
(PGBE) oder Tripropylenglykolmethylether (TPGME), bei welchen der
Sättigungsdampfdruck
weniger als 2 hPa beträgt
und der Oktanol/Wasser-Verteilungskoeffizient log P 1,35 übersteigt.
Daher bringen die in den Vergleichsbeispielen 14 bis 16 hergestellten Tinten
Probleme in Bezug auf mindestens einen der Punkte des Dochtens,
des Papieroberflächen-Trocknungsvermögens, und
der unausgefüllten
Streifen in Buchstaben mit sich.
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Die
vorliegende Erfindung ist wie oben beschrieben konzipiert. Daher
ist es möglich,
die Pigmenttinte auf Wasserbasis zur Tintenstrahlaufzeichnung, die
diese aufnehmende Tintenkartusche und das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren,
bei welchem das Papieroberflächen-Trocknungsvermögen hervorragend
ist und es möglich
ist, das Auftreten des Dochtens und der unausgefüllten Streifen in Buchstaben
zu verhindern, bereitzustellen.
