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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Tintenstrahldrucken
und insbesondere auf einen spezifischen Farbstoff und Tintensätze zum
Verbessern einer Tintenstrahldruckqualität.
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Hintergrund
der Erfindung
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Das
Tintenstrahldrucken ist ein anschlagsfreier Druckvorgang, bei dem
Tintentröpfchen
in einer bestimmten Reihenfolge auf ein Druckmedium aufgebracht
werden, um alphanumerische Zeichen, Flächenausfüllungen und andere Muster auf
demselben zu erzeugen. Niedrige Kosten und hohe Qualität der Druckkopieausgabe,
kombiniert mit einem relativ rauschfreien Betrieb, haben Tintenstrahldrucker
zu einer beliebten Alternative zu anderen Typen von Druckern, die
mit Computern verwendet werden, gemacht. Trotz ihres jüngsten Erfolges
gehen intensive Forschungs- und Entwicklungsbemühungen in Richtung einer Verbesserung
einer Tintenstrahldruckqualität
weiter. Ein starker Anstieg eines Interesses am Tintenstrahldrucken
hat zu dem Bedarf geführt,
qualitativ hochwertige Drucke zu vernünftigen Kosten zu erzeugen.
Es bleibt die Herausforderung, die Druckqualität und Lichtechtheit von Tintenstrahldrucken
weiter zu verbessern. Die sich ergebende Verwendung von Tintenstrahldrucken
für Digitalphotos
erfordert Bilder mit hoher Auflösung,
die eine genaue Farbe aufweisen und haltbar sind.
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Farbtintenstrahldrucker,
wie z. B. ein DesignJet®-10-ps-Drucker, der bei der Hewlett-Packard
Company erhältlich
ist, verwendet üblicherweise
drei Tinten unterschiedlicher Farbtöne: Magenta, Gelb und Cyan
und wahlweise Schwarz. Der bestimmte Satz von Farbmitteln, d. h.
Farbstoffen, die zur Herstellung der Tinten verwendet werden, wird
ein „primärer Farbstoffsatz" genannt. Ein Spektrum
von Farben, z. B. Sekundärfarben, kann
unter Verwendung unterschiedlicher Kombinationen des primären Farbstoffsatzes
erzeugt werden. Bei Druckvorgängen,
wie z. B. Lithographie, Farbstoffübertragung und bestimmten Typen
einer Wärmeübertragung,
ist es möglich,
eine Punktgröße zu variieren,
so dass weniger von den primären
farbigen Tinten benötigt wird,
wenn eine gute Sekundärfarbe
erzeugt wird. Wenn die Farbtinten in einer Binärdruckvorrichtung verwendet
werden, d. h. einer, bei der ein Punkt einer Farbe entweder vorhanden
oder nicht vorhanden ist, z. B. einem thermischen Tintenstrahldrucker,
ist die Fähigkeit
der Primärfarben,
erkennbare Sekundärfarben
zu ergeben, noch wichtiger. Wenn eine derartige Vorrichtung zum
Drucken von Bildern verwendet werden soll, die auch mit Bildern
gedruckt und verglichen werden, die durch andere Modalitäten gedruckt
werden, wie z. B. Offset-Pressen
oder Farbstoffsublimierungsdruckern, ist es wichtig, dass die durch
den Tintenstrahldrucker erzeugten Farben in der Lage sind, üblicherweise
akzeptierte Industriefarbbeschreibungen, wie z. B. die Farbpalette
(Farbraum) für
einen Kodak-Duralife®-Silberhalogenid-Druck,
zu umfassen und mit denselben zusammenzupassen. Wenn eine derartige
Tinte in einer Tintenstrahldruckvorrichtung verwendet werden soll,
müssen
auch Charakteristika, wie z. B. Verkrustung, Langzeitstabilität und Materialkompatibilität, angegangen
werden. Wenn die Tinte in einem thermischen Tintenstrahldrucker
verwendet werden soll, kommt die weitere Beschränkung dessen, wärme-stabil
(kogations-beständig)
zu sein, hinzu.
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Allgemein
muss ein erfolgreicher Tintensatz zum Farbtintenstrahldrucken mit
dem Tintenstrahlstift und dem Drucksystem kompatibel sein. Einige
der erforderlichen Eigenschaften für die Tintenstrahltinte umfassen: gute
Verkrustungsbeständigkeit,
gute Stabilität,
die geeignete Viskosität,
die geeignete Oberflächenspannung, wenig
Farbe-Zu-Farbe-Zerfließen,
schnelle Trockenzeit, keine nachteilige Reaktion mit den Druckkopfkomponenten,
hohe Löslichkeit
der Farbstoffe in dem Trägermittel,
Verbrauchersicherheit, geringes Durchschlagen, hohe Farbsättigung,
guter Punktgewinn und geeignete Farbcharakteristika. Ferner spielt
die Haltbarkeit des gedruckten Bildes, z. B. Licht- und Wasserechtheit,
eine wichtige Rolle bei der Qualität des gedruckten Tintenstrahlbilds.
Eine bestimmte wahrgenommene Farbe kann unter Verwendung eines beliebigen
der Farbräume beschrieben
werden, wie z. B. CIELAB und Munsell, wie in der Technik gut bekannt
ist. In dem Munsell-Farbraum z. B. ist eine bestimmte Farbe unter
Verwendung von drei Termen definiert, nämlich Farbton (H; H = Hue),
Wert (V; V = Value) und Farbintensität (C; C = Chroma). In dem CIELAB-Farbraum
ist eine Farbe unter Verwendung von drei Termen definiert, nämlich L*,
a* und b*. L* definiert die Helligkeit einer Farbe und variiert von
Null (Schwarz) bis 100 (Weiß).
Die Terme a* und b* definieren gemeinsam den Farbton. Der Term a*
variiert von einer negativen Zahl (Grün) bis zu einer positiven Zahl
(Rot). Der Term b* variiert von einer negativen Zahl (Blau) bis
zu einer positiven Zahl (Gelb). Zusätzliche Terme, wie z. B. h° (Farbtonwinkel)
und C* (Farbintensität)
werden verwendet, um eine bestimmte Farbe weiter zu beschreiben,
wobei folgendes gilt: h° = tan – 1 b*/a* GLEICHUNG 1 C* = (a*2 + b*2) GLEICHUNG 2
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Das
L*, a* und b* oder H, V und C von Munsell können verwendet werden, um das
Raumvolumen zu berechnen, das ein bestimmter Farbstoffsatz erzeugen
kann – je
größer das
Volumen ist, desto mehr Farben kann der Farbstoffsatz erzeugen.
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Es
sind Tinten bekannt, die eine oder mehrere der vorstehenden Eigenschaften
besitzen. Es sind jedoch wenige Tinten bekannt, die alle vorstehenden
Eigenschaften besitzen, da eine Verbesserung bei einer Eigenschaft
oft zu der Ver schlechterung einer anderen Eigenschaft führt. So
stellen viele kommerziell verwendeten Tinten einen Kompromiss in
einem Versuch dar, eine Tinte zu erzielen, die ein zumindest angemessenes Ansprechen
bei jeder der vorstehenden Betrachtungen zeigt. Es sind z. B. Tinten
bekannt, die die Farbpalette von Silberhalogenid-Drucken erhalten
können,
wie z. B. diejenigen, die bei Photographiedrucken erhalten werden,
jedoch nicht die Lichtechtheit derartiger Silberhalogenid-Drucke
erhalten können.
Dieser Mangel dieser bekannten Tinten ist eine schlechte Lichtechtheit,
die den magentafarbigen und magentahaltigen Tinten zugeordnet sind.
Entsprechend werden Untersuchungen einer Entwicklung von Tintenformulierungen
fortgesetzt, die verbesserte Eigenschaften aufweisen, und die eine
Eigenschaft nicht zu Lasten der anderen verbessern. So verbleibt
in der Technik ein Bedarf, die Druckqualität, Farbpalette und Lichtechtheit
der Tintenstrahldrucke weiter zu verbessern, ohne bei Stiftleistung
und Zuverlässigkeit
einzubüßen, insbesondere,
wenn versucht wird, die Farbpalette von Silberhalogenid-Drucken zu reproduzieren.
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Die
EP 1 077 239 offenbart einen
Tintensatz, der Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz beinhaltet. Die
EP 1 077 239 jedoch offenbart
nicht oder schlägt
vor, dass die gelbe Tinte eine Kombination von Direct Yellow 132
und Ilford Yellow 104 sein soll.
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Die
EP 1 081 198 offenbart einen
Farbtintenstrahltintensatz zum Farbdrucken, der folgende Merkmale aufweist:
- (a) eine gelbe Tinte, die ein Trägermittel
und Direct Yellow 107, Direct Yellow 132 oder Direct Yellow 86 aufweist;
- (b) eine magentafarbige Tinte, die ein Trägermittel und einen wasserlöslichen Übergangsmetallkomplex
eines 8-Hetero-Cyclylazo-5-Hydroxyquinolin-Farbstoff
aufweist; und
- (c) eine cyanfarbige Tinte, die ein Trägermittel und einen sulfonierten
Kupfer-Phtalocyanin-Farbstoff aufweist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß der Erfindung
werden Tinten, die geeignet zur Verwendung in Tintenstrahltinten
sind, und Verfahren zum Formulieren derselben bereitgestellt.
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Entsprechend
stellt die Erfindung einen Tintensatz zum Tintenstrahldrucken bereit,
der folgende Merkmale aufweist:
eine gelbe Tinte, die Direct
Yellow 132 und Ilford Yellow 104 aufweist;
eine magentafarbige
Tinte, die Kodak Lightfast Magenta 1 aufweist; und
eine cyanfarbige
Tinte, die Direct Blue 199 aufweist,
wobei Kodak Lightfast
Magenta 1 folgende Struktur aufweist:
und wobei Ilford Yellow 104
folgende Struktur aufweist:
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Entsprechend
stellt die Erfindung auch einen Satz von Tinten, die einen Gelb-,
Magenta- und Cyan-Farbstoff beinhalten, zum Tintenstrahldrucken
bereit, wobei der Satz von Tinten folgende Merkmale aufweist:
zumindest
eine gelbe Tinte, die zumindest ein Gelb-Farbmittel beinhaltet, mit einer Absorbanz
sichtbaren Lichts von 0,1 bei einer Lambdamax von
403 nm und bei einer 1:10.000-Verdünnung in Wasser;
zumindest
eine cyanfarbige Tinte, die zumindest ein Cyan-Farbmittel beinhaltet, mit einer Absorbanz
sichtbaren Lichts von 0,08 bei einer Lambdamax von
618 nm und bei einer 1:10.000-Verdünnung in Wasser;
zumindest
eine magentafarbige Tinte, die zumindest ein Magenta-Farbmittel
beinhaltet, mit einer Absorbanz sichtbaren Lichts von 0, 08 bei
einer Lambdamax von 553 nm und bei einer
1:10.000-Verdünnung
in Wasser.
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Die
Erfindung stellt ferner ein Verfahren zum Tintenstrahldrucken bereit,
das folgende Schritte aufweist: Bereitstellen zumindest einer gelben
Tinte, die zumindest ein Gelb-Farbmittel
beinhaltet, mit einer Absorbanz sichtbaren Lichts von 0,1 bei einer
Lambdamax von 403 nm und bei einer 1:10.000-Verdünnung in
Wasser; Bereitstellen zumindest einer cyanfarbigen Tinte, die zumindest
ein Cyan-Farbmittel beinhaltet, mit einer Absorbanz sichtbaren Lichts
von 0,08 bei einer Lambdamax von 618 nm
und bei einer 1:10.000-Verdünnung in Wasser;
Bereitstellen zumindest einer magentafarbigen Tinte, die zumindest
ein Magenta-Farbmittel beinhaltet, mit einer Absorbanz sichtbaren
Lichts von 0,08 bei einer Lambdamax von
553 nm und bei einer 1:10.000-Verdünnung in
Wasser; und Drucken der Tinten mittels eines Tintenstrahlstifts
auf ein Druckmedium.
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Vorzugsweise
weist bei dem Verfahren der Erfindung die gelbe Tinte Direct Yellow
132 und Ilford Yellow 104 auf, die cyanfarbige Tinte weist Direct
Blue 199 auf und die magentafarbige Tinte weist Kodak Lightfast Magenta
1 auf; wobei Kodak Lightfast Magenta 1 folgende Struktur aufweist:
und wobei Ilford Yellow 104
folgende Struktur aufweist:
Vorzugsweise
wird bei dem Verfahren der Erfindung die schwarze Tinte bereitgestellt,
bevor die Tinten auf ein Druckmedium gedruckt werden.
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Die
Tintensätze
könnten
zusätzlich
einen Schwarz-Farbstoff aufweisen. Vorzugsweise ist der Schwarz-Farbstoff
beruhigtes Reactive Black 31.
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Der
Farbstoffsatz stellt hervorragende Tintenstrahldrucke bereit, die
eine hervorragende Lichtechtheit, wenn sie Bürolicht ausgesetzt werden,
eine hervorragende Bilderzeugung auf Hochglanztintenstrahlmedien und
eine große
Farbpalette, die im Wesentlichen den Farbraum für einen Kodak-Duralife®-Silberhalogenid-Vergleichsprobendruck
umfasst, aufweisen. Vorzugsweise weist jede der wässrigen
gelben, cyanfarbigen und magentafarbigen Tinte zwischen 0,1 und
5 Gew.-% zumindest eines Farbstoffs auf, bevorzugter zwischen 2,5
und 3 Gew.-%. Vorzugsweise weisen die Tintenstrahltinten der Erfindung
ferner 5 bis 20 Gew.-% zumindest eines organischen Lösungsmittels;
und 0 bis 1,5 % zumindest einer Komponente auf, die unabhängig aus oberflächenaktiven
Mitteln, Puffern, Bioziden und Metallchelatoren ausgewählt ist.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung weisen die wässrige
gelbe, cyanfarbige und magentafarbige Tinte jeweils zwischen 0,1
und 5 Gew.-% zumindest eines Farbstoffs, wobei die schwarze Tinte
zwischen 1 und 10 Gew.-% zumindest eines Farbmittels aufweist; zwischen
5 und 20 Gew.-% zumindest eines organischen Lösungsmittels; 0 bis 1,5 Gew.-%
zumindest einer Komponente, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus oberflächenaktiven
Mitteln, Puffern, Bioziden und Metallchelatoren besteht; wobei der
Rest Wasser ist, auf.
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Die
vorliegenden Tintenzusammensetzungen bieten eine gute Lichtechtheit
und eine hervorragende Farbpalette, die im Wesentlichen das Farbpalettenvolumen
eines Silberhalogenid- Vergleichsprobendrucks umfassen
und zuverlässig
in einer Tintenstrahldruckmaschine sind.
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Beschreibung
der Zeichnungen
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Während die
Beschreibung mit Ansprüchen
endet, die das, was als die vorliegende Erfindung betrachtet wird,
besonders herausstellen und explizit beanspruchen, können die
Vorteile dieser Erfindung leichter aus der folgenden Beschreibung
der Erfindung bei Durchsicht in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen festgestellt
werden, wobei:
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1 einen
Farbraumgraphen für
vier bestimmte Druckproben darstellt;
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2 den
Farbraum für
einen Farbstoffsatz der vorliegenden Erfindung verglichen mit einem
Kodak-Duralife®-Silberhalogenid-Vergleichsprobendruck
darstellt;
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3 einen
Vergleichsfarbraum nach Verblassung für die in 1 dargestellten
Farbstoffsätze
darstellt; und
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4 die
Farbraumdaten für
den Farbstoffsatz aus 2 vor und nach einer beschleunigten
Innenlichtverblassung darstellt.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die
hierin beschriebene Erfindung richtet sich auf Farbstoffsätze zur
Verwendung mit kommerziell erhältlichen
Tintenstrahldruckern, wie z. B. Design-Jet®-10-ps-Druckern,
hergestellt durch die Hewlett-Packard Company in Palo Alto, Kalifornien.
Insbesondere ist ein spezifischer Farbstoffsatz zum Formulieren
der gelben, cyanfarbigen, magentafar bigen und wahlweise cyanfarbigen
mit leichter Farbstofflast, magentafarbigen mit leichter Farbstofflast
und schwarzen Tinte offenbart. Der Farbstoffsatz ermöglicht die
Herstellung qualitativ hochwertiger Drucke mit großer Farbpalette
und hervorragender Lichtechtheit. Die gemäß der Erfindung formulierten
Tinten erzeugen Bilder, die ein Farberscheinungsbild aufweisen,
das kommerziellen Anforderungen nach Farbgenauigkeit und Haltbarkeit
erfüllt.
Die vorliegenden Zusammensetzungen gelber, cyanfarbiger und magentafarbiger
wässriger
Tinte weisen jeweils allgemein zwischen 0,1 und 5 Gew.-% zumindest
eines Farbstoffs, wobei die schwarze Tinte zwischen 1 und 10 Gew.-%
zumindest eines Farbmittels aufweist, und ein Trägermittel auf, das die folgenden
Komponenten (in Gew.-% der Gesamttintenzusammensetzung) aufweist:
zwischen 5 und 20 Gew.-% zumindest eines organischen Lösungsmittels;
0 bis 1,5 Gew.-% zumindest einer Komponente, die unabhängig aus
der Gruppe ausgewählt
ist, die aus oberflächenaktiven
Mitteln, Puffern, Bioziden und Metallchelatoren besteht; und als
Rest Wasser.
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Alle
Konzentrationen hierin sind in Gew.-% der Gesamttintenzusammensetzung,
es sei denn, dies ist anderweitig angegeben. Die Reinheit aller
Komponenten ist diejenige, die bei einer normalen kommerziellen Praxis
für Tintenstrahltinten
verwendet wird.
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Farbmittel
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Gelb
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Die
gelbe Tinte der vorliegenden Erfindung beinhaltet den Farbstoff
Direct Yellow 132 (DY132), erhältlich
als Pro-jet Yellow 1G von Zeneca Colors, und Ilford Yellow 104 (IL104),
erhältlich
bei Ilford AG, Rue de l'Industrie,
CH-1700 Fribourg, Schweiz. Der DY132 und der IL104 könnten in
einer beliebigen ihrer Salzformen verwendet werden. Die bevorzug te
gelbe Tinte beinhaltet DY132 und IL104, die einem Na-Ion zugeordnet
sind.
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Der
Gelb-Farbstoff ist in einer Menge von 2,5 bis 4,5 Gew.-% und vorzugsweise
von 3 bis 4 Gew.-% vorhanden. Beim Setzen der Konzentration des
Gelb-Farbstoffs ist es erwünscht,
dass die Tinte eine Absorbanz von 0,001 bis 0,12 bei der maximalen
Lambda von 401 bis 405 nm für
eine 1:10.000-Verdünnung
aufweist.
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Cyan
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Die
cyanfarbige Tinte der vorliegenden Erfindung beinhaltet den Farbstoff
Direct Blue 199 (DB199), erhältlich
bei Zeneca Colors als Pro-jet Cyan 1. Der DB199 könnte in
einer beliebigen seiner Salzformen verwendet werden. Die bevorzugte
cyanfarbige Tinte beinhaltet DB199, der einem Na-Ion zugeordnet
ist. Der Cyan-Farbstoff ist in einer Menge von 1 bis 4 Gew.-%, vorzugsweise
von 1,5 bis 2,5 Gew.-% vorhanden. Beim Setzen der Konzentration
des Cyan-Farbstoffs ist es erwünscht,
dass die Tinte eine Absorbanz von 0,01 bis 0, 27 bei der maximalen
Lambda von etwa 616 bis 620 nm für
eine 1:10.000-Verdünnung
aufweist.
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Magenta
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Die
magentafarbige Tinte der vorliegenden Erfindung beinhaltete einen
Farbstoff, der folgende Struktur aufweist:
der als Farbstoff 6 in dem
U.S.-Patent Nr. 6,001,161, das von Evans und Weber erfunden wurde
und an Eastman Kodak Co., Rochester, NY, erteilt wurde, offenbart
ist. Die bevorzugte magentafarbige Tinte beinhaltet den gleichen
Magenta-Farbstoff, der oben beschrieben wurde, der einem Na-Ion
zugeordnet ist. Der Magenta-Farbstoff wird vorzugsweise in 1 %-igem
Ethanolamin gemessen und ist in einer Menge von 0,5 bis 2 Gew.-%
und am bevorzugtesten von 0,5 bis 1 Gew.-% vorhanden. Beim Setzen
der Konzentration des Magenta-Farbstoffs ist es erwünscht, dass
die Tinte eine Absorbanz von 0,01 bis 0,57 bei der maximalen Lambda
von 551 bis 555 nm für
eine 1:10.000-Verdünnung
aufweist.
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Cyan mit leichter
Farbstofflast
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Die
cyanfarbige Tinte mit leichter Farbstofflast der vorliegenden Erfindung
beinhaltet den Farbstoff Direct Blue 199 (DB199). Der DB199 könnte in
einer beliebigen seiner Salzformen verwendet werden. Die bevorzugte
cyanfarbige Tinte beinhaltet DB199, der einem Na-Ion zugeordnet
ist. Der Cyan-Farbstoff ist in einer Menge von 0,05 bis 1 Gew.-%
vorhanden, vorzugsweise von 0,1 bis 0,75 Gew.-%. Beim Setzen der
Konzentration des Cyan-Farbstoffs ist es erwünscht, dass die Tinte eine
Absorbanz von 0,001 bis 0,05 bei der maximalen Lambda von etwa 551
bis 555 nm für
eine 1:10.000-Verdünnung
aufweist.
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Magenta mit
leichter Farbstofflast
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Die
magentafarbige Tinte mit leichter Farbstofflast der vorliegenden
Erfindung beinhaltet einen Farbstoff mit der folgenden Struktur:
der als Farbstoff 6 im U.S.-Patent
Nr. 6,001,161, das von Evans und Weber erfunden wurde und an Eastman Kodak
Co., Rochester, NY, erteilt wurde, offenbart ist. Die bevorzugte
magentafarbige Tinte beinhaltet den oben beschriebenen Magenta-Farbstoff,
der einem Na-Ion zugeordnet ist. Der Magenta-Farbstoff ist in einer Menge
von 0,05 bis 1 Gew.-% vorhanden, vorzugsweise von 0,1 bis 0,75 Gew.-%.
Beim Setzen der Konzentration des Cyan-Farbstoffs ist es erwünscht, dass
die Tinte eine Absorbanz von 0,01 bis 0,11 bei der maximalen Lambda
von 551 bis 555 nm für
eine 1:10.000-Verdünnung
aufweist.
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Schwarz
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Der
Farbstoffsatz der vorliegenden Erfindung könnte wahlweise eine schwarze
Tinte umfassen. Die schwarze Tinte, die geeigneterweise bei der
Praxis der Erfindung eingesetzt wird, kann ein Farbmittel auf Farbstoffbasis
oder auf Pigmentbasis sein, vorzugsweise auf Farbstoffbasis. Die
schwarze Tinte kann auch ein zusammengesetzter Stoff der drei Primärfarben,
Gelb, Cyan und Magenta, sein. Geeignete schwarze Tinten auf Farbstoffbasis
sind z. B. in dem U.S.-Patent
Nr. 4,963,189 mit dem Titel „Waterfast
Ink Formulations with a Novel Series of Anionic Dyes Containing
Two or More, Carboxyl Groups",
das der vorliegenden Anmelderin zugewiesen ist, offenbart und beansprucht.
Vorzugsweise weist die schwarze Tinte Reactive Black 31, Pacified Reactive
Black 31, Direct Black 168 oder eine Mischung derselben auf. Am
bevorzugtesten weist die schwarze Tinte Pacified Reactive Black
31 auf, wobei der Chromophor in der Vinyl-Sulfon-Form, der Ethyl-Hydroxy-Form oder
einer Mischung derselben vorliegt; wie in der U.S.-Patentanmeldung
Serien-Nr. 08/741,880, nun das U.S.-Patent Nr. 5,725,641 von MacLeod,
eingereicht am 30. Oktober 1996, mit dem Titel „Lightfast Inks for Ink-Jet
Printing", das der
Anmelderin der vorliegenden Erfindung zugewiesen ist und hierin
durch Bezugnahme aufgenommen ist, beschrieben ist. Pacified Reactive
Black 31 (PRB31) wird durch die Beruhigung des Farbstoffs Reactive
Black 31 (RB31) (erhältlich
als Remazol Black R-KRL von Hoechst Chemical Company) unter Verwendung
gut bekannter Beruhigungsverfahren hergestellt. Der Beruhigungsvorgang
wird durch ein Herstellen einer wässrigen Lösung von Reactive Black 31
erzielt. Die wässrige
Lösung
wird auf 60°C
erwärmt.
Der Farbstoff wird dann durch eine Zugabe von Natriumhydroxid in
Mengen, die ausreichen, um den pH der Lösung in einen Bereich von 8
bis 12 zu bringen, hydrolysiert. Der pH wird durch weitere Zugaben
von Natriumhydroxid zu der Lösung
in diesem Bereich beibehalten. Nach Abschluss der Hydrolyse wird
der pH der Lösung unter
Verwendung von Chlorwasserstoffsäure
auf etwa 7 gesenkt. Die Sulfat-Ionen, die bei der Reaktion erzeugt
werden, und die Chlorid- und Natrium-Ionen, die während des
Vorgangs zugegeben werden, können wahlweise
durch Umkehrosmose oder andere herkömmliche Verfahren entfernt
werden. Die Tinten der vorliegenden Erfindung beinhalten vorzugsweise
weniger als etwa 1 Gew.-% Sulfat-Ion. Noch bevorzugter beinhalten
die Tinten weniger als etwa 1.000 Teile je Million Sulfat-Ion, wobei weniger
als etwa 100 Teile je Million am meisten bevorzugt werden. Die resultierende
beruhigte Farbstofflösung
beinhaltet eine oder beide der hydrolysierten Formen, nämlich eine
Vinyl-Sulfon-Form und eine Ethyl-Hydroxy-Form. Beide hydrolysierten
Formen von PRB31 sind lichtecht und geeignet zur Herstellung zuverlässiger Tintenstrahltinten.
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Das
Schwarz-Farbmittel ist in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise
von 1 bis 4 Gew.-% und am bevorzugtesten von 1 bis 2 Gew.-% vorhanden.
Beim Setzen der Konzentration des Schwarz-Farbmittels ist es erwünscht, dass
die Tinte eine Absorbanz von 0,02 bis 0,20 bei der maximalen Lambda
von etwa 616 bis 620 nm für
eine 1:10.000-Verdünnung
aufweist.
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Trägermittel
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Die
Tinten der vorliegenden Erfindung weisen ein wässriges Trägermittel auf, das die folgenden
Komponenten (in Gew.-% der Gesamttintenzusammensetzung) aufweist:
zwischen 0 und 20 Gew.-% zumindest eines wasserlöslichen organischen Lösungsmittels;
0 bis 1,5 Gew.-% zumindest einer Komponente, die unabhängig aus
der Gruppe ausgewählt
ist, die aus oberflächenaktiven
Mitteln, Puffern, Bioziden und Metallchelatoren besteht; und als
Rest Wasser.
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Organisches
Lösungsmittel
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Die
Tinten der vorliegenden Erfindung weisen zwischen 5 und 20 Gew.-%
eines organischen Lösungsmittels
auf. Noch bevorzugter weisen die Tinten zwischen 8 und 15 Gew.-%
eines organischen Lösungsmittels auf,
wobei eine Konzentration von 9 bis 13 Gew.-% am meisten bevorzugt
wird. Die wasserlöslichen
organischen Lösungsmittel,
die geeigneterweise bei den vorliegenden Tintenstrahltintenzusammensetzungen
eingesetzt werden, umfassen eine beliebige von oder eine Mischung
von zwei oder mehr derartigen Verbindungen, wie stickstoffhaltigen
heterozyklischen Ketonen, wie z. B. 2-Pyrrolidon, N-Methyl-Pyrrolid-2-on (NMP),
1,3-Dimethylimidazolid-2-on und Octyl-Pyrrolidon; Diolen, wie z.
B. Ethandiolen (z. B. 1,2-Ethandiol), Propandiolen (z. B. 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol,
2-Ethyl-2-Hydroxy-Methyl-1,3-Propandiol,
Ethylhydroxy-Propandiol (EHPD), Butandiolen (z. B. 1,2-Butandiol,
1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol), Pentandiolen (z. B. 1,2-Pentandiol, 1,5-Pentandiol),
Hexandiolen (z. B. 1,6-Hexandiol, 2,5-Hexandiol, 1,2-Hexandiol),
Heptandiolen (z. B. 1,2-Heptandiol, 1,7-Heptandiol), Octandiolen
(z. B. 1,2-Octandiol, 1,8-Octandiol); Glycolen und Thioglycolen, die
häufig
in Tintenstrahltinten eingesetzt werden, wie z. B. Polyalkylen-Glycolen,
wie z. B. Polyethylen-Glycolen
(z. B. Diethylen-Glycol (DEG), Triethylen-Glycol, Tetraethylen-Glycol),
Polypropylen-Glycolen (z. B. Dipropy len-Glycol, Tripropylen-Glycol,
Tetrapropylen-Glycol), Polymer-Glycolen (z. B. PEG 200, PEG 300,
PEG 400, PPG 400) und Thiodiglycol; und Glycol-Ethern, wie z. B.
Dipropylen-Glycol-Monobutyl-Ether,
Propylen-Glycol-Monobutyl-Ether und Ethylen-Glycol-Monobutyl-Ether,
Diethylen-Glycol-Monohexyl-Ether.
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Vorzugsweise
weist das organische Lösungsmittel
1,2-Diole von C5 – C7
auf, nämlich
1,2-Pentandiol, 1,2-Hexandiol und 1,2-Heptandiol; am bevorzugtesten
wird in der Praxis der Erfindung 1,2-Hexandiol eingesetzt. Vorzugsweise
weist das organische Lösungsmittel
auch zwischen 0,1 und 4 Gew.-% Neopentyl-Glycol auf, noch bevorzugter
0,5 bis 2,5 Gew.-% und am bevorzugtesten 1 bis 2 Gew.-%.
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Oberflächenaktives
Mittel
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Die
Tinten der vorliegenden Erfindung weisen optional 0 bis 1,5 Gew.-%
eines oberflächenaktiven
Mittels auf. Noch bevorzugter weisen die Tinten zwischen 0,5 und
1,3 Gew.-% eines oberflächenaktiven
Mittels auf, wobei eine Konzentration von 0,8 bis 1,2 Gew.-% am
meisten bevorzugt wird. Bei der Praxis der Erfindung könnten wahlweise
eines oder mehrere oberflächenaktive
Mittel verwendet werden. Nichtionische oberflächenaktive Mittel, wie z. B.
Sekundäralkohol-Ethoxylate
(z. B. Tergitol-Serien, erhältlich
bei Union Carbide Co.), nicht-ionische Fluoro-Oberflächenaktivmittel
(z. B. FC170C, erhältlich
bei 3M), nicht-ionische Fettsäure-Ethoxylat-Oberflächenaktivmittel
(z. B. Alkamul PSMO-20, erhältlich
bei Rhone-Poulenc), nicht-ionische Silikon-Oberflächenaktivmittel (z. B. SilwetL7600,
erhältlich
bei OSi Specialties, Inc., Danbury, Conn.) und Fettsäureamid-Ethoxylat-Oberflächenaktivmittel
(z. B. Aldamid L203, erhältlich
bei Rhone-Poulenc) werden bevorzugt, wobei Sekundäralkohol-Ethoxylate
am meisten bevorzugt werden. Bei der Praxis der Erfindung dient
das oberflächenaktive
Mittel dazu, ein Farbe-Zu-Farbe-Zerfließen zu verhindern, indem die
Durchdringung der Tinten in das Druckmedium erhöht wird, und um die Verteilung
der Tinte auf polymer-beschichteten Medien zu verbessern. Sekundäralkohol-Ethoxylate
sind nicht-ionische oberflächenaktive
Mittel und sind kommerziell erhältlich,
z. B. von Union Carbide Co. (Houston, Tex.) als die Tergitol-Serien,
wie z. B. Tergitol 15-S-5
und Tergitol 15-5-7.
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Die
Sekundäralkohol-Ethoxylate
beinhalten (a) eine aliphatische Kette mit einer vorgeschriebenen
Anzahl von Kohlenstoffatomen in der Kette und (b) eine vorgeschriebene
Anzahl ethoxylierter Einheiten. Diese Ethoxylate sind kommerziell
als Mischungen von Ethoxylaten erhältlich und werden so in Bezug
auf das Vorherrschen einer bestimmten Verbindung beschrieben. Sekundäralkohol-Ethoxylate,
die geeigneterweise bei der Praxis der Erfindung eingesetzt werden,
weisen hauptsächlich
zwischen 12 und 18 Kohlenstoffatome in der aliphatischen Kette auf,
während
die Anzahl ethoxylierter Einheiten vorherrschend in dem Bereich
von 4 bis 8 Einheiten liegt. So stellt „Tergitol 15-S-5" ein Sekundäralkohol-Ethoxylat-Oberflächenaktivmittel
dar, das vorherrschend etwa 15 Kohlenstoffatome in seiner aliphatischen
Kette und etwa 5 ethoxylierte Einheiten aufweist. Tergitol 15-S-5
und Tergitol 15-S-7 sind die bevorzugten oberflächenaktiven Mittel.
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Puffer
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Die
Tinten der vorliegenden Erfindung weisen optional 0 bis 1,5 Gew.-%
eines Puffers auf. Noch bevorzugter weisen die Tinten zwischen 0,1
und 0,5 Gew.-% eines Puffers auf, wobei eine Konzentration zwischen
0,1 und 0,3 Gew.-% am meisten bevorzugt wird. Puffer, die bei der
Praxis der Erfindung eingesetzt werden, um den pH zu modulieren,
können
biologische Puffer auf organischer Basis oder anorganische Puffer sein,
vorzugsweise auf organischer Basis. Ferner sollten die eingesetzten
Puffer bei der Praxis der Erfindung ein pH, der von 3 bis 9 variiert,
beibehalten, vorzugsweise 6,5 bis 8 und am bevorzugtesten zwischen
7,2 und 7,8. Beispiele bevorzugt eingesetzter Puffer umfassen Trizma
Base, erhältlich
bei Unternehmen, wie z. B. Aldrich Chemical (Milwaukee, Wis.), 4-Morpholinethansulfonsäure (MES),
b-Hydroxy-4-Morpholinpropansulfonsäure (MOPSO)
und 4-Morpholinpropansulfonsäure
(MOPS). Am bevorzugtesten wird MOPSO bei der Praxis der Erfindung
eingesetzt.
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Metall-Chelator
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Die
Tinten der vorliegenden Erfindung weisen optional 0 bis 1,5 Gew.-%
eines Metall-Chelators auf. Noch bevorzugter weisen die Tinten zwischen
0,1 und 0,5 Gew.-% eines Metall-Chelators
auf, wobei eine Konzentration von 0,1 bis 0,3 Gew.-% am meisten
bevorzugt wird.
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Metall-Chelatoren,
die bei der Praxis der Erfindung eingesetzt werden, werden verwendet,
um Übergangsmetallkationen
zu binden, die unter Umständen
in der Tinte vorhanden sind. Beispiele bevorzugt eingesetzter Metall-Chelatoren
umfassen: Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA),
Trans-l,2-Diaminocyclohexantetraessigsäure (CDTA), (Ethylendioxy-)
Diethylendinitrilotetraessigsäure
(EGTA) oder andere Chelatoren, die Übergangsmetallkationen binden
können.
Noch bevorzugter werden EDTA und DTPA; am bevorzugtesten wird EDTA
in seiner Dinatriumsalzform bei der Praxis der Erfindung eingesetzt.
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Biozid
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Die
Tinten der vorliegenden Erfindung weisen optional 0 bis 1,5 Gew.-%
eines Biozids auf. Noch bevorzugter weisen die Tinten zwischen 0,1
und 0,5 Gew.-% eines Biozids auf, wobei eine Konzentration zwischen
0,1 und 0,3 Gew.-% am meisten bevorzugt wird. Ein beliebiges der
Biozide, die häufig
in Tintenstrahltinten eingesetzt werden, könnte bei der Praxis der Erfindung
eingesetzt werden, wie z. B. Nuosept 95, erhältlich bei Huls America (Piscataway,
N.J.); Proxel GXL, erhältlich
bei Zeneca (Wilmington, Del.); und Glutaraldehyd, erhältlich bei
Union Carbide Company (Bound Brook, N.J.) unter der Warenbezeichnung
Ucarcide 250. Proxel GXL ist das bevorzugte Biozid. Der spezifische
hierin offenbarte Tintensatz findet vermutlich kommerzielle Verwendung
beim Tintenstrahlfarbdrucken.
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Beispiele
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Tinten
wurden formuliert und unterschiedliche Qualitäten der formulierten Tinten
wurden gemessen, in einer Bemühung,
die Vorteile, die bei der Praxis der Erfindung erzielt werden, einzuschätzen, nämlich Wirkung des
Farbstoffsatzes auf die Farbpalette und Lichtverblassung für die Primär- und Sekundärfarben,
und lange Widerstandslebensdauer für ein Drucksystem, das nachfüllbare Köpfe verwendet.
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Beispiel I
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Druckprobeerzeugungsverfahren
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Druckproben
formulierter Tinten wurden, wo nötig,
unter Verwendung eines DesignJet®-10-ps-Druckers
von Hewlett-Packard
erzeugt. Die verwendeten Druckmedien beinhalteten eines oder mehrere
der Folgenden: unbeschichtetes Papier, wie z. B. wasserechtes Photopapier
C7013A von HP, erhältlich
bei Hewlett-Packard Company, Palo Alto, Kalifornien; und beschichtete
Hochglanzpapiermedien, wie z. B. C6034A von HP, erhältlich bei
Hewlett-Packard Company.
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Beispiel II
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Tintenformulierungen
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Tintensätze wurden
hergestellt, die die in Tabelle 1 aufgelisteten Farbstoffe beinhalteten. TABELLE
I
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Der
Farbstoffsatz 1 stellt einen Tintensatz mit hoher Farbpalette und
hoher Verblassungsbeständigkeit dar,
der gemäß einem
bestimmten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung hergestellt ist. Der Farbstoffsatz 2
ist ein Farbstoffsatz, der die Tintensätze repräsentiert, die in dem U.S.-Patent
5,851,273, erteilt an Morris u. a., offenbart sind. Die Farbstoffsätze 3 und
4 sind alternative Farbstoffsätze,
die verschiedene Magenta-, Cyan-, Gelb- und/oder Schwarz-Farbstoffe beinhalten,
die zu Vergleichstestzwecken hergestellt wurden.
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Ein
exemplarisches wässriges
Trägermittel
für die
Tintensätze
wies folgendes auf:
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Beispiel III
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Wirkung des Farbstoffsatzes
auf Farbqualität
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Die
Wirkung der Farbstoffsätze
1 bis 4 auf die Farbqualität
wurde durch ein Erzeugen von Farbskalaquadraten mit etwa 1 cm2 der drei Primärfarben, nämlich Gelb, Cyan und Magenta;
und der drei Sekundärfarben,
nämlich
Rot, Grün
und Blau; und Schwarz unter Verwendung von Tinten, die gemäß den obigen
Farbstoffsätzen
formuliert wurden, und einem Trägermittel
auf einem polymer-beschichteten Polyester-Film gemessen. Die Farbskalen
wurden unter Verwendung eines Punkt-Auf-Punkt-Druckmodus mit 100 % Druckdichte
unter Verwendung eines nominellen Tropfenvolumens von etwa 10 pl
pro 1.200 dpi-Pixel pro Farbebene erzeugt.
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Die
Koordinaten a* und b* der gedruckten Proben wurden unter Verwendung
eines kommerziellen Kolorimeters, wie z. B. des Minolta CM503c-Spektrophotometers,
erhältlich
bei Minolta Camera Co., Japan, gemessen. Der Farbraum für jede Druckprobe
ist in 1 dargestellt. Wie aus den Vergleichsdaten, die
in dem Graphen aus 1 vorliegen, zu erkennen ist,
zeigten der Farbstoffsatz 1 und der Farbstoffsatz 3 eine hohe Farbpalette,
der Farbstoffsatz 2 zeigte eine mittlere Farbpalette und der Farbstoffsatz
4 zeigte eine geringe Farbpalette.
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Der
Farbraum für
den Farbstoffsatz 1 (in Tabelle I beschrieben) wurde ebenso mit
dem Kodak-Duralife®-Silberhalogenid-Vergleichsprobendruck
verglichen. Der Farbraum für
jede Druckprobe ist in 2 dargestellt. Wie aus dem in 2 vorliegenden
Graphen zu erkennen ist, umfassten die Tinten, die gemäß der Erfindung
formuliert wurden (mit dem Farbstoffsatz 1), im Wesentlichen den
Farbraum für
einen Kodak-Duralife®-Silberhalogenid-Vergleichsprobendruck.
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Beispiel IV
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Wirkung des
Farbstoffsatzes auf die Lichtechtheit
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Zwei
Sätze von
Farbskalen wurden für
jeden Farbstoffsatz 1 bis 4 unter Verwendung des gleichen Vorgangs,
wie im Beispiel 1 beschrieben wurde, erzeugt. Eine der Druckproben
für jede
der Tintenfarbstoffsatzkombinationen wurde dann 10 Mlux Stunden
beschleunigter Innenlichtverblassung unter Verwendung eines Atlas
HPUV-Innen-Aktin-Belichtungssystems, erhältlich bei Atlas Electric Devices
Co., Chicago, I11., unter Verwendung von Instrumenteinstellungen
von 50 Mlux für
Bestrahlung, einer Temperatur von 25°C und einer relativen Feuchtigkeit
von 50 % ausgesetzt. Die Farbkoordinaten a* und b* der gedruckten
Proben für
jede Farbstoffsatzkom bination wurden unter Verwendung der oben beim
Beispiel III beschriebenen Prozedur gemessen. Der Vergleichsfarbraum
nach einer Verblassung für
die Farbstoffsätze
ist in 3 dargestellt. Die Farbraumdaten für den Farbstoffsatz
1 vor und nach einer beschleunigten Innenlichtverblassung, wie bei
den vorherigen Beispielen beschrieben, sind in 4 dargestellt.
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Wie
aus den in den 1 und 3 dargestellten
Vergleichsda ten zu erkennen ist, zeigten der Farbstoffsatz 1, der
Farbstoffsatz 2 und der Farbstoffsatz 4 alle eine hohe Fähigkeit,
einer Verblassung zu widerstehen, und der Farbstoffsatz 3 zeigte
eine wesentlich reduzierte Fähigkeit,
einer Verblassung zu widerstehen, nachdem er einem beschleunigten
Innenlichtverblassungstest unterzogen wurde.
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Wie
aus den in den 3 und 4 vorliegenden
Daten zu erkennen ist, lieferten Tinten, die gemäß der Erfindung formuliert
wurden (mit dem Farbstoffsatz 1), die beste Lichtverblassungsleistung
und die beste Übereinstimmung
mit dem Kodak-DuraLife®-Silberhalogenid-Vergleichsprobendruck.
Vorzugsweise wird bei dem Verfahren der Erfindung die schwarze Tinte bereitgestellt, bevor die Tinten auf ein Druckmedium gedruckt werden.
