DE60223682T2 - Tintenstrahldrucktintenset - Google Patents

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DE60223682T2
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pigment
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C09D11/40—Ink-sets specially adapted for multi-colour inkjet printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor

Description

  • Technisches Gebiet:
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, wobei mindestens zwei wässrige Tinten A und B mit unterschiedlichen Farbtönen überlagert werden, um ein Farbbild zu erzeugen, ein Verfahren, eine Tintenkartusche und eine Vorrichtung zur Tintenstrahl-Aufzeichnung, welche den Tintensatz verwenden.
  • Technischer Hintergrund:
  • Tintenstrahldrucker sind in den letzten Jahren wegen ihrer Vorteile wie geringer Geräuschentwicklung und niedrigen Betriebskosten weithin verwendet worden. Farbtintenstrahldrucker, die in der Lage sind, auf Normalpapier Vollfarbbilder zu drucken, waren ebenfalls auf dem Markt erhältlich. Es ist jedoch äußerst schwierig, alle Anforderungen bezüglich Farbwiedergabe, Wasserfestigkeit, Lichtbeständigkeit, Bildtrocknungseigenschaften, Verhinderung von Ausbluten und Verlässlichkeit des Tintenausstoßes zu erfüllen. In dem Fall eines Farbdruckers neigt insbesondere an roten, grünen und blauen Gebieten, in welchen zwei Farben überlagert sind, Bildverschlechterung dazu, aufzutreten, obwohl in einfarbig mit Gelb, Magenta oder Cyan bedruckten Gebieten keine solche Bildverschlechterung auftritt. Speziell wenn Tintenbilder auf einem Papier ohne Verwendung irgendeiner Bildfixiereinheit getrocknet werden, tritt in dem aufgezeichneten Bild beträchtliches Ausbluten auf, sogar wenn eine Verbesserung der Trocknungsmerkmale durch Erhöhung des Wirkungsgrades der Penetration der Tinte in das Papier hinein versucht wird ( japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. S55-29546 ).
  • JP2001 115069 A betrifft einen Tintensatz für Tintenstrahl-Aufzeichnung, der in der Lage ist, auf Blättern von so genanntem Normalpapier Sekundärfarbe mit hoher Farbsättigung und auch hoher Farbentwicklungsdichte zu ergeben und gute Farbwiedergabe zu ergeben. Der Tintensatz von JP2001 115069 A wird bei einem Tintenstrahl-Druckverfahren verwendet, das dazu gedacht ist, ein Farbbild durch wechselseitiges Überlagern einer Vielzahl von Tinten zu erzeugen, die sich im Farbton voneinander unterscheiden; wobei Tinte(n) von mindestens einem Farbton auch eine Verbindung mit unterschiedlicher Polarität enthält/enthalten. In diesem Tintensatz wird Strukturviskosität aufgewiesen, oder ein farbgebendes Mittel und/oder andere Tinten-Inhaltsstoffe wird/werden abgeschieden, indem eine Tinte mit einem ersten Farbton, beinhaltend die vorstehend erwähnte Tinte, mit einer zweiten Tinte eines anderen Farbtons gemischt wird.
  • JP2000 053898 A betrifft eine wässrige Tinte für Tintenstrahl-Aufzeichnung, die frei von fehlerhafter Freisetzung ist und bezüglich der Ankunftsposition der Tintentropfen und der Absetzdichte verbessert wurde, indem einer durch Imprägnieren feiner Vinylpolymer-Teilchen mit einem farbgebenden Mittel erhaltenen Polymeremulsion eine spezifische Verbindung und ein Salz von einem Dialkylbernsteinsäureester zugesetzt werden. Insbesondere werden ein Neutralisierungsmittel und gegebenenfalls ein Tensid einer Lösung oder Dispersion zugesetzt, die durch Zusatz zu einem organischen Lösungsmittel von einem farbgebenden Mittel und einem Vinylpolymer, das aus (Meth)acrylamid-Monomer, einem Monomer mit einer salzbildenden Gruppe und einem mit den vorhergehenden Monomeren copolymerisierbaren Monomer erzeugt wurde, und Ionisieren der salzbildenden Gruppen in dem Vinylpolymer erhalten wurde. Die Lösung oder Dispersion wird dann mit Wasser emulgiert und das Lösungsmittel wird abdestilliert, und so wird eine wässrige Emulsion erhalten, die feine, mit einem farbgebenden Mittel imprägnierte Vinylpolymer-Teilchen enthält. Diese wässrige Emulsion wird mit mindestens einer Verbindung compoundiert, die aus Harnstoff, Alkylglycinen und Glycinbetain und einem Alkalimetallsalz eines Dialkylbernsteinsäureesters, wie von Na und K und NH4+, N(CH2CH2OH)4 + und so weiter, ausgewählt ist.
  • Die geprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 60-23793 beschreibt, dass eine Tinte, die eine Dialkylsulfobernsteinsäure als ein Tensid enthält, die Trocknungsmerkmale verbessern kann, so dass die Verschlechterung der Bildqualität minimiert wird. Jedoch hat diese Tinte die Probleme, dass die Durchmesser der Bildpunkte sich je nach der Bildqualität beträchtlich unterscheiden, dass die Bilddichte beträchtlich erniedrigt wird und dass das in der Tinte enthaltene Tensid in einer alkalischen Umgebung zersetzt wird, sodass dessen Wirkung bei Lagerung verloren geht.
  • Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. S56-57862 offenbart eine ein stark basisches Material enthaltende Tinte. Während die Tinte wirkungsvoll zum Drucken auf ein mit Kolophonium geleimtes saures Papier ist, werden keine Verbesserungen beobachtet, wenn die Tintenbilder auf einem Papier erzeugt werden, das unter Verwendung von einem Alkylketendimer oder einer Alkenylsulfobernsteinsäure als einem Verleimungsmittel hergestellt wurde. Sogar mit einem sauren Papier versagt die Tinte dabei, an Bildteilen eine Wirkung zu erzeugen, in welchen zwei Farben überlagert sind.
  • Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. H01-203483 offenbart eine Aufzeichnungstinte, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein Derivat eines mehrwertigen Alkkohls und ein Pektin enthält. Das Pektin wird als ein Verdickungsmittel zur Vermeidung von Bildverwaschungen zugesetzt. Jedoch ist das Pektin ein nichtionisches Material mit einer Hydroxylgruppe als einer hydrophilen Gruppe. Daher hat diese Tinte dadurch ein Problem, dass die Stabilität des Ausstoßes gering ist, wenn der Druckvorgang einen gewissen Zeitraum lang unterbrochen wird.
  • Um mit den vorstehenden Problemen fertig zu werden, besteht die derzeit vorgenommene Maßnahme darin, Mehrweg-Aufzeichnung zu verwenden, um die in ein Papier eindringende Menge von Tinte zu verringern, während die Bilddichte verbessert wird. Zum Erreichen von Druck mit hoher Geschwindigkeit ist es jedoch problematisch, das Eindringen einer Tinte in ein Papier zu verringern, speziell das Eindringen einer Tinte in der Dickenrichtung davon an Sekundärfarbabschnitten.
  • Die ungeprüften japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 2001-55533 und 2001-8138 offenbaren eine Tinte, in welcher eine schwarze Pigmenttinte dazu verwendet wird, das Eindringen in ein Papier zu verringern und um die Bilddichte zu erhöhen, und Farbstoff-haltige Farbtinten für Farbtinten anders als Schwarz und zum Erhöhen der Penetration in das Papier hinein verwendet werden, und bei welcher Ausbluten an Grenzen zwischen der Schwarzen und anderen Farben durch Reaktion unterdrückt wird. Mit diesen Tinten kann jedoch Ausbluten bei einer hohen Druckgeschwindigkeit nicht verhindert werden. Die bekannten Tinten sind immer noch nicht zufrieden stellend.
  • Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Tintensatz für ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren bereit zu stellen, wobei mindestens zwei wässrige Tinten A und B mit unterschiedlichen Farbtönen überlagert werden, um ein Farbbild zu erzeugen, wobei der Tintensatz in der Lage ist, durch Hochgeschwindigkeits-Drucken ohne Ausbluten an den Grenzen zwischen zwei Farben ein klares Farbbild zu ergeben. Es ist ebenso ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, eine Tintenkartusche und eine Vorrichtung zur Tintenstrahl-Aufzeichnung bereitzustellen, welche den Tintensatz verwenden.
  • Offenbarung der Erfindung:
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben eine gründliche Untersuchung zur Lösung der vorstehenden Probleme durchgeführt, und als eine Folge davon die vorliegende Erfindung zum Abschluss gebracht.
  • Auf diese Weise werden in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung der folgende Tintensatz, das folgende Aufzeichnungsverfahren, die folgende Tintenkartusche und die folgende Vorrichtung zur Tintenstrahl-Aufzeichnung bereitgestellt.
    • (1) Ein Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, wobei mindestens zwei wässrige Tinten A und B mit unterschiedlichen Farbtönen überlagert werden, um ein Farbbild zu erzeugen, wobei von den zwei wässrigen Tinten A und B eine Tinte A ein farbgebendes Material A mit einer anionischen Gruppe umfasst und die andere Tinte B ein farbgebendes Material B und ein quaternäres Ammoniumsalz umfasst, das durch die folgende allgemeine Formel (II) (III) oder (IV) dargestellt wird:
      Figure 00050001
      wobei X ein Gegenion darstellt,
      Figure 00050002
      wobei X ein Gegenion darstellt,
      Figure 00050003
      wobei X ein Gegenion darstellt, wobei das Gegenion ein Nitration oder ein Lactation ist.
    • (2) Ein Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren wie vorstehend in (1) angeführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Tinte A eine schwarze Tinte ist, enthaltend ein Aniongruppe-haltigen Kohlenstoff umfassendes Pigment vom selbstdispergierenden Typ.
    • (3) Ein Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren wie vorstehend in (1) angeführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Tinte A eine Farbtinte ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Gelbtinte, einer Cyantinte und einer Magentatinte, und das in der Tinte A enthaltene farbgebende Material A ein Pigment vom selbstdispergierenden Typ mit einer anionischen Gruppe ist.
    • (4) Ein Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren wie vorstehend in irgendeinem der Punkte (1) bis (3) angeführt, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Tinte B enthaltene farbgebende Material B ein wasserunlösliches farbgebendes Material ist und dass die Tinte B ein Polymer-Dispergiermittel umfasst.
    • (5) Ein Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren wie vorstehend in irgendeinem der Punkte (1) bis (3) angeführt, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Tinte B enthaltene farbgebende Material B ein wasserunlösliches farbgebendes Material ist und dass die Tinte B ein Tensid-Dispergiermittel umfasst.
    • (6) Ein Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren wie vorstehend in irgendeinem der Punkte (1) bis (3) angeführt, dadurch gekennzeichnet, dass das farbgebende Material B ein Farbstoff mit einer Carbonsäuregruppe und/oder einer Sulfonsäuregruppe ist.
    • (7) Ein Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren wie vorstehend in irgendeinem der Punkte (1) bis (3) angeführt, dadurch gekennzeichnet, dass das farbgebende Material B mit einem Farbstoff oder einem Pigment gefärbte feine Teilchen umfasst.
    • (8) Ein Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren wie vorstehend in irgendeinem der Punkte (1) bis (7) angeführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Tinte A und/oder B mindestens ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glycerin, Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Propylenglycol, Dipropylenglycol, Tripropylenglycol, 1,3-Butandiol, 2,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, Tetraethylenglycol, 1,6-Hexandiol, 2-Methyl-2,4-pentandiol, Polyethylenglycol, 1,2,4-Butantriol, 1,2,6-Hexantriol, Thiodiglycol, 2-Pyrrolidon, N-Methyl-2-pyrrolidon, N-Hydroxyethyl-2-pyrrolidon und 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon.
    • (9) Ein Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren wie vorstehend in irgendeinem der Punkte (1) bis (8) angeführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Tinte A und/oder B mindestens ein Tensid umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Acetylenglycol-Tensiden, Polyoxyethylenalkylether-Tensiden, Polyoxyethylenalkylphenylether-Tensiden und Fluor-haltigen Tensiden.
    • (10) Ein Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren wie vorstehend in irgendeinem der Punkte (1) bis (8) angeführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Tinte A und/oder B ein Acetylenglycol-Tensid mit 6 oder mehr Kohlenstoffatomen in der Hauptkette davon und einen Polyoxyethylenphenylether mit einem Polyoxyethylenrest mit einem Polymerisationsgrad von 5 bis 12 umfasst.
    • (11) Ein Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren wie vorstehend in irgendeinem der Punkte (1) bis (10) angeführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Tinte A und/oder B einen pH-Wert von 6 bis 11 aufweist.
    • (12) Ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, wobei ein Tintensatz umfassend mindestens zwei wässrige Tinten A und B mit unterschiedlichen Farbtönen verwendet wird, um ein Farbbild zu erzeugen und wobei die mindestens zwei wässrigen Tinten A und B auf einem Aufzeichnungsmedium überlagert werden, um ein Bild darauf zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete Tintensatz ein Tintensatz gemäß irgendeinem der vorstehenden Punkte (1) bis (11) ist.
    • (13) Ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren wie vorstehend in (12) aufgeführt, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufzeichnungsmedium einen Stockigt-Leimungsgrad von 3 oder mehr Sekunden hat.
    • (14) Eine Tintenkartusche für die Tintenstrahl-Aufzeichnung, umfassend Tintenbehälter enthaltend einen Tintensatz, dadurch gekennzeichnet, dass der Tintensatz ein Tintensatz gemäß irgendeinem der vorstehenden Punkte (1) bis (11) ist.
    • (15) Eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung, umfassend Tintenbehälter oder eine Tintenkartusche enthaltend einen Tintensatz, dadurch gekennzeichnet, dass der Tintensatz ein Tintensatz gemäß irgendeinem der vorstehenden Punkte (1) bis (10) ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
  • 1 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Ausführungsform eines Aufzeichnungskopfes zeigt;
  • 2 ist eine Perspektivansicht, welche eine Ausführungsform einer Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung zeigt;
  • 3 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Ausführungsform von einer Tintenkartusche-Aufnahme zeigt;
  • 4 ist eine Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform von einer Tintenkartusche zeigt;
  • 5 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Ausführungsform eines Aufzeichnungskopfes zeigt; und
  • 6 ist eine Grundrissansicht von einem Tintenstrahl.
  • Beste Art, die Erfindung auszuüben:
  • Zum Erzeugen eines Farbbildes wird weithin ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren verwendet, in welchem mindestens zwei wässrige Tinten A und B mit unterschiedlichen Farbtönen überlagert werden, um ein Farbbild zu erzeugen. Wenn mit dem vorstehenden Verfahren ein Farbbild mit hoher Geschwindigkeit auf einem Aufzeichnungsmedium wie Normalpapier erzeugt wird und die Tinten eines hohes Eindringvermögen in das Papier hinein haben, werden verschiedene Störungen verursacht, wie vorher beschrieben wurde. In der vorliegenden Erfindung werden solche Störungen vermieden. Auf diese Weise ist es möglich, sogar wenn eine in hohem Maß eindringfähige Tinte verwendet wird, ein Bild mit einer hohen Bilddichte, hohen Bildklarheit und minimalem Durchschlag zu erhalten.
  • Der Ausdruck „Tintensatz" wie hierin verwendet soll sich auf eine Kombination von mindestens zwei Tinten mit unterschiedlichen Farbtönen beziehen. In diesem Fall sind die Tinten in einer Kartusche enthalten. Beispiele von dem Tintensatz beinhalten eine Kombination von einer schwarzen Tinte mit mindestens einer Farbtinte, die aus einer Gelbtinte, einer Cyantinte und einer Magentatinte ausgewählt ist, Die Anzahl der Tinten kann zwei und am besten drei, vier oder mehr betragen.
  • Wenn ein aus mindestens zwei Farbtönen zusammengesetztes Farbbild mit dem Tintensatz für Tintenstrahl-Aufzeichnung (auf den hierin nachfolgend auch nur einfach als „Tintensatz" Bezug genommen wird) gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, beinhaltet die Bilderzeugung einen Vorgang der Überlagerung von mindestens zwei Tinten A und B durch Drucken, um das Farbbild auf einem Aufzeichnungsmedium wie Papier zu erzeugen. In diesem Fall enthält jede Tinte ein farbgebendes Mittel entsprechend deren Farbton. Der Tintensatz gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens zwei Tinten A und B, welche farbgebende Materialien A beziehungsweise B enthalten. Wenn der Tintensatz aus drei Tinten A, B und C zusammengesetzt ist, enthalten die Tinten A, B und C farbgebende Materialien A, B beziehungsweise C. Wenn der Tintensatz aus vier Tinten A, B, C und D zusammengesetzt ist, enthalten die Tinten A, B, C und D farbgebende Materialien A, B, C beziehungsweise D.
  • Wenn ein Farbbild durch Überlagern von mindestens zwei Tinten A und B des Tintensatzes gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wird, ist in einer Tinte A der beiden Tinten A und B ein farbgebendes Material A mit einer anionischen Gruppe enthalten, während die andere Tinte B ein quaternäres Ammoniumsalz mit mindestens einer Alkylgruppe enthält, welche 6 oder weniger Kohlenstoffatome hat und welche eine Hydroxylgruppe aufweist.
  • Die beiden Tinten A und B sind miteinander kompatibel, sodass die farbgebenden Materialien A und B ein Aggregat bilden, wenn die Tinten A und B homogen gemischt und 60 Minuten lang bei 25°C gehalten werden. Eine derartige Aggregation der farbgebenden Materialien A und B kann durch das Vorhandensein eines Niederschlages bei einer Zentrifugationsbehandlung oder durch Spektralanalyse des Überstandes bewiesen werden.
  • Wegen der Merkmale der mindestens zwei Tinten A und B des Tintensatzes gemäß der vorliegenden Erfindung kann Ausbluten an den Grenzen zwischen Farben der Tinten verhindert werden, wenn ein Farbbild durch Drucken der Tinten A und B in Nebeneinanderstellung zueinander gedruckt wird, und das Farbbild hat einen minimierten Durchschlag, eine hohe Bilddichte und hohe Bildklarheit.
  • Das farbgebende Material A der Tinte A der vorliegenden Erfindung hat eine anionische Gruppe. Beispiele der anionischen Gruppe beinhalten eine Carbonsäuregruppe (COOH), eine Sulfonsäuregruppe (SO3H), eine Phosphorsäuregruppe (H2PO4), eine Phosphonsäuregruppe (PO3H2), eine Phenylsulfonsäuregruppe (-C6H4-SO3H) und eine Phenylcarboxylgruppe (-C6H4COOH). Vor allem eine Carbonsäuregruppe und eine Sulfonsäuregruppe sind bevorzugt. Diese anionischen Gruppen können in der Form von freien Säuren oder von neutralen Salzen vorliegen. Im Fall von neutralen Salzen sind wasserlösliche Salze wie Natriumsalze oder Kaliumsalze bevorzugt. Das farbgebende Material A kann zum Beispiel ein organischer Farbstoff oder ein Wasser-unlösliches organisches Pigment sein.
  • Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Tinte B enthält ein quaternäres Ammoniumsalz mit mindestens einer Alkylgruppe, welche eine Hydroxylgruppe aufweist und welche 6 oder weniger, vorzugsweise 1 bis 3, bevorzugter 1 oder 2 Kohlenstoffatome hat. Das in der Tinte B enthaltene farbgebende Material B kann zum Beispiel ein wasserlöslicher Farbstoff, ein Wasser-unlösliches Pigment oder ein Wasser-unlöslicher Farbstoff oder gefärbte feine Teilchen sein.
  • Das in der vorliegenden Erfindung verwendete quaternäre Ammoniumsalz ist eine durch die folgende allgemeine Formel (II), (III) oder (IV) wiedergegebene Verbindung:
    Figure 00110001
    wobei X ein Gegenion darstellt.
  • Das Gegenion X ist ein Nitration oder ein organisches Säureion von Milchsäure. Die Menge von dem in der Tinte B enthaltenen quaternären Ammoniumsalz ändert sich mit der Art des farbgebenden Materials B, beträgt aber allgemein 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%.
  • Die Menge des in jeder der Tinten der vorliegenden Erfindung enthaltenen farbgebenden Materials liegt allgemein in dem Bereich von 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 8 Gew.-%. Eine Menge des farbgebenden Materials unter 0,1% zeigt keine Farberzeugungswirkung, sogar wenn das Material für eine helle Farbtinte verwendet wird. Andererseits verursacht eine zu große Menge über 20% eine Erhöhung der Viskosität, so dass bei der Ausstoßung davon durch eine Düse Schwierigkeiten auftreten werden.
  • Das in jeder der Tinten der vorliegenden Erfindung enthaltene farbgebende Material kann ein wasserlösliches farbgebendes Material und/oder ein Wasser-unlösliches farbgebendes Material sein. Als das wasserlösliche farbgebende Material kann ein wasserlöslicher Farbstoff verwendet werden. Wenn gewünscht kann der wasserlösliche Farbstoff als eine Mischung mit einem anderen farbgebenden Material verwendet werden. Beispiele von dem Wasser-unlöslichen farbgebenden Material beinhalten anorganische Pigmente, organische Pigmente und feine Teilchen, deren Oberflächen mit einem Farbstoff oder einem Pigment gefärbt sind. Der mittlere Teilchendurchmesser von diesen farbgebenden Materialien beträgt 10 bis 300 nm, vorzugsweise 60 bis 120 nm. Die feinen Teilchen, deren Oberflächen mit einem Farbstoff oder einem Pigment gefärbt sind, um ein Wasser-unlösliches farbgebendes Material zu erzeugen, können feine Teilchen eines Polymers oder feine Teilchen eines Metalloxids, wie Siliciumdioxid-Feinteilchen oder Aluminiumoxid-Feinteilchen sein.
  • Indem solche feinen Teilchen in die Tinte eingebracht werden, werden die Fixierbarkeit und die Farbgebungswirkung der Tinte auf Normalpapier verbessert. Aus Gründen des Glanzes werden Polymer-Feinteilchen bevorzugt. Es ist besonders bevorzugt, Feinteilchen von einem Acrylpolymer oder einem Polyester zu verwenden, die mit einem Farbstoff oder einem Pigment imprägniert sind. Der Farbstoff oder das Pigment kann an den Oberflächengebieten, den inneren Gebieten oder auf dem Gesamtgebiet der Polymer-Feinteilchen vorhanden sein. Spezifische Beispiele von solchen Feinteilchen beinhalten diejenigen, die mit einem in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2000-53898 offenbarten Verfahren hergestellt sind.
  • In den Tinten A und/oder B können die darin enthaltenen farbgebenden Materialien A und/oder B ein wasserlöslicher Farbstoff mit einer anionischen Gruppe sein. Ein solcher Farbstoff kann ein saurer Farbstoff, ein basischer Farbstoff, ein Reaktivfarbstoff oder ein Lebensmittel-Farbstoff sein.
  • Spezifische Beispiele von dem wasserlöslichen Farbstoff mit einer anionischen Gruppe werden nachstehend in der Form einer freien Säure gezeigt:
    Figure 00130001
    Figure 00140001
    Figure 00150001
    Figure 00160001
  • Das in der Tinte A der vorliegenden Erfindung enthaltene farbgebende Material A kann ein Pigment mit einer anionischen Gruppe sein. Geeignete Pigmente beinhalten organische Pigmente wie Azopigmente, Phthalocyanin-Pigmente, Anthrachinon-Pigmente, Dioxazin-Pigmente, Indigo-Pigmente, Thioindigo-Pigmente, Perylen-Pigmente, Isoindolinon-Pigmente, Anilinschwarz-Pigmente, Azomethin-Pigmente, Rhodamin B Lackpigmente; und Rußpigmente.
  • Das in der Tinte B der vorliegenden Erfindung enthaltene farbgebende Material B kann ein wasserlöslicher Farbstoff sein. Es können irgendwelche gewöhnlich verwendeten wasserlöslichen Farbstoffe mit einer oder ohne eine anionische Gruppe verwendet werden.
  • Der als das farbgebende Material B verwendete wasserlösliche Farbstoff ist vorzugsweise ein Farbstoff mit hervorragender Wasserbeständigkeit und Lichtechtheit, welcher zu der Klasse der Säurefarbstoffe, Direktfarbstoffe, basischen Farbstoffe, Reaktivfarbstoffe und Lebensmittel-Farbstoffe im Farbindex (Color Index, C. I.) gehört.
  • Spezifische Beispiele von diesen Farbstoffen beinhalten die folgenden:
  • Säurefarbstoffe und Lebensmittelfarbstoffe:
    • C. I. Säuregelb 17, 23, 42, 44, 79 und 142,
    • C. I. Säurerot 1, 8, 13, 14, 18, 26, 27, 35, 37, 42, 52, 82, 87, 89, 92, 97, 106, 111, 114, 115, 134, 186, 249, 254 und 289,
    • C. I. Säureblau 9, 29, 45, 92 und 249,
    • C. I. Säureschwarz 1, 2, 7, 24, 26 und 94,
    • C. I. Lebensmittelgelb 2, 3 und 4,
    • C. I. Lebensmittelrot 7, 9 und 14 und
    • C. I. Lebensmittelschwarz 1 und 2.
  • Direktfarbstoffe:
    • C. I. Direktgelb 1, 12, 24, 26, 33, 44, 50, 120, 132, 142, und 144,
    • C. I. Direktrot 1, 4, 9, 13, 17, 20, 28, 31, 39, 80, 81, 83, 89, 225 und 227,
    • C. I. Direktorange 26, 29, 62 und 102,
    • C. I. Direktblau 1, 2, 6, 15, 22, 25, 71, 76, 79, 86, 87, 90, 98, 163, 165, 199 und 202 und
    • C. I. Direktschwarz 19, 22, 32, 38, 51, 56, 71, 74, 75, 77, 154, 168 und 171.
  • Basische Farbstoffe:
    • C. I. Basisgelb 1, 2, 11, 13, 14, 15, 19, 21, 23, 24, 25, 28, 29, 32, 36, 40, 41, 45, 49, 51, 53, 63, 64, 65, 67, 70, 73, 77, 87 und 91,
    • C. I. Basisrot 2, 12, 13, 14, 15, 18, 22, 23, 24, 27, 29, 35, 36, 38, 39, 46, 49, 51, 52, 54, 59, 68, 69, 70, 73, 78, 82, 102, 104, 109 und 112, C. I.
    • Basisblau 1, 3, 5, 7, 9, 21, 22, 26, 35, 41, 45, 47, 54, 62, 65, 66, 67, 69, 75, 77, 78, 89, 92, 93, 105, 117, 120, 122, 124, 129, 137, 141, 147 und 155 und
    • C. I. Basisch-Schwarz 2 und 8.
  • Reaktivfarbstoffe:
    • C. I. Reaktivschwarz 3, 4, 7, 11, 12 und 17,
    • C. I. Reaktivgelb 1, 5, 11, 13, 14, 20, 21, 22, 25, 40, 47, 51, 55, 65 und 67,
    • C. I. Reaktivrot 1, 14, 17, 25, 26, 32, 37, 44, 46, 55, 60, 66, 74, 79, 96 und 97 und
    • C. I. Reaktivblau 1, 2, 7, 14, 15, 23, 32, 35, 38, 41, 63, 80 und 95.
  • Besonders bevorzugt verwendet für den Zweck der vorliegenden Erfindung sind Säurefarbstoffe und Direktfarbstoffe. Ferner werden auch vorzugsweise Farbstoffe der Projet-Reihe (Produktname) vorzugsweise verwendet, die von Avecia hergestellt und als Farbstoffe für Tintenstrahldruck entwickelt wurden, wie Projet Cyan 2, Projet Magenta 2 und Projet Yellow 2.
  • Als das farbgebendes Material B kann ein Farbstoff mit einer anionischen Gruppe verwendet werden. Spezifische Beispiele des Farbstoffs sind die vorstehend beschriebenen. Spezifische Beispiele des als das farbgebende Material B verwendeten Pigments beinhalten die Folgenden:
  • Schwarz:
    • Ruß- (C. I. Pigmentschwarz 7) Pigmente wie Ofenruß, Lampenruß, Acetylenruß und Kanalruß; Metallpigmente wie Kupferoxid und Eisenoxid (C. I. Pigmentschwarz 11); und Anilinschwarz (C. I. Pigmentschwarz 1);
  • Gelb:
    • C. I. Pigmentgelb 1 (Echtgelb G), 3, 12 (Bisazogelb AAA), 13, 14, 17, 24, 34, 35, 37, 42 (gelbes Eisenoxid), 53, 55, 81, 83 (Bisazogelb HR), 95, 97, 98, 100, 101, 104, 108, 109, 110, 117, 120, 138, 150 und 153;
  • Magenta:
    • C. I. Pigmentrot 1, 2, 3, 5, 17, 22 (Brilliant-Echtscharlach), 23, 31, 38, 48:2 (Permanentrot 2B) (Ba)), 48:2 (Permanentrot 2B) (Ca)), 48:3 (Permanentrot 2B (Sr)), 48:4 (Permanentrot 2B (Mn)), 49:1, 52:2, 53:1, 57:1 (Brilliantkarmin 6B), 60:1, 63:1, 63:2, 64:1, 81 (Rhodaminlack 6G), 83, 88, 101 (rotes Eisenoxid), 104, 105, 106, 108, (Cadmiumrot), 112, 114, 122 (Chinacridonmagenta), 123, 146, 149, 166, 168, 170, 172, 177, 178, 179, 185, 190, 193, 209 und 219;
  • Cyan:
    • C. I. Pigmentblau 1, 2, 15 (Phthalocyaninblau R), 15:1, 15:2, 15:3 (Phthalocyaninblau G), 15:6 (Phthalocyaninblau E), 16, 17:1, 56, 60 und 63.
  • Die folgenden Pigmente können allein oder in Kombination als Zwischenfarbgebende Materialien für Rot, Grün und Blau verwendet werden:
    • C. I. Pigmentrot 177, 194 und 224;
    • C. I. Pigmentorange 43;
    • C. I. Pigmentrot 177, 194 und 224, C. I. Pigmentorange 43, C. I. Pigmentviolett 3, 19, 23 und 37, C. I. Pigmentgrün 7 und 36.
  • Als Russ kann vorzugsweise Ruß verwendet werden, der mit einem Ofenverfahren oder einem Kanalverfahren hergestellt ist und eine Teilchengröße der Primärteilchen von 15 nm bis 40 nm, eine spezifische Oberfläche von 50 bis 300 m2/g gemäß dem BET-Adsorptionsverfahren, eine DBP-Ölabsorption von 40 bis 150 ml/100 g und einen flüchtigen Anteil von 0,5 bis 10% hat.
  • Das vorstehend erwähnte Pigment kann in unterschiedlichen Formen, wie in der Form eines verkapselten Pigmentes und eines Polymer-gepfropften Pigmentes verwendet werden, um die Dispergierbarkeit in Wasser zu verbessern.
  • Das eine anionische Gruppe enthaltende Pigment kann erhalten werden, indem ein von anionischen Gruppen freier Ruß oder ein solches Pigment, wie die vorstehend beschriebenen, behandelt werden, um eine anionische Gruppe darin einzuführen. Für diesen Zweck kann irgendein bekanntes Verfahren zum Einfügen einer anionischen Gruppe verwendet werden. Zum Beispiel kann als ein Verfahren zum Einführen einer Carbonsäuregruppe ein Verfahren erwähnt werden, in welchem eine organische Carbonsäure (wie Monochloressigsäure) mit einer Halogengruppe (wie Chlor oder Brom) eingeführt wird, oder ein Verfahren, bei welchem eine Oxidationsbehandlung unter Verwendung von Salpetersäure, unterchloriger Säure und so weiter durchgeführt wird. Als ein Verfahren zum Einführen einer Sulfonsäuregruppe kann ein Verfahren erwähnt werden, in welchem ein Sulfonierungsmittel, wie Schwefelsäure, rauchende Schwefelsäure oder Chlorsulfonsäure umgesetzt wird. Als ein Verfahren zum Einführen einer Phosphorsäuregruppe kann ein Verfahren erwähnt werden, in welchem Phosphorsäure umgesetzt wird. Ferner kann eine Umsetzung mit einer Diazoniumverbindung eine Carbonsäuregruppe oder eine Sulfonsäuregruppe einführen.
  • Beispiele von geeignetem Ruß zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung beinhalten durch Behandlung mit unterchloriger Säure erhaltenen Carbonsäuregruppe-haltigen Ruß, durch Behandlung mit einem Sulfonierungsmittel erhaltenen Sulfonsäuregruppe-haltigen Ruß, durch Behandlung mit einer Diazoniumverbindung erhaltenen Carbonsäuregruppe-haltigen oder Sulfonsäuregruppe-haltigen Ruß. Der eine anionische Gruppe in der Form einer freien Säure enthaltende Ruß hat einen pH-Wert von 2 bis 6, vorzugsweise 4 bis 6.
  • Der pH-Wert eines farbgebendes Material wie hierin verwendet soll sich auf einen wie folgt gemessenen pH-Wert beziehen. Und zwar wird das farbgebende Material (1 g) 100 g Wasser zugesetzt. Dieses wird 60 Minuten lang auf 25°C gehalten. Dann wird der pH-Wert des Wassers gemessen.
  • In dem Fall eines gelben, eine anionische Gruppe wie eine Carbonsäuregruppe oder eine Sulfonsäuregruppe enthaltenden organischen Pigments ist die Verwendung von C. I. Pigmentgelb 74, 128 und 138, welches kein Benzidyl-Grundgerüst enthält, bevorzugt. In dem Fall eines Magenta-Pigments sind die Chinacridon-basierten C. I. Pigmentrot 122 und 209 bevorzugt. In dem Fall eines Cyan-Pigmentes sind C. I. Pigmentblau 15:3, welches eine Phthalocyanin-Verbindung ist, Aluminium-koordiniertes Phthalocyanin und metallfreies Phthalocyanion bevorzugt. Der pH-Wert des organischen Pigments mit einer anionischen Gruppe beträgt (als freie Säureform) 2 bis 6, vorzugsweise 4 bis 6.
  • In der vorliegenden Erfindung kann das eine anionische Gruppe enthaltende Pigment als ein Pigment vom so genannten selbstdispergierenden Typ verwendet werden, welches hervorragende Dispergierbarkeit aufweist und in der Lage ist, gleichmäßig in Wasser dispergiert zu werden, ohne dass eine Dispergiermittel wie ein Tensid verwendet wird.
  • Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Pigment hat einen mittleren Teilchendurchmesser von 10 bis 300 nm, vorzugsweise 40 bis 120 nm, bevorzugter 60 bis 110 nm.
  • Jede der Tinten zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung kann durch Auflösen oder Dispergieren eines farbgebenden Materials in Wasser erhalten werden.
  • Die in der vorliegenden Erfindung verwendete, ein Wasser-unlösliches farbgebendes Material enthaltende Tinte (Dispersion eines farbgebenden Materials) kann durch Dispergieren des farbgebenden Materials in Wasser erhalten werden. Es ist bevorzugt, dass die Tinte ein Dispergiermittel enthält, um das Wasser-unlösliche Material gleichmäßig in Wasser zu dispergieren. Als das Dispergiermittel kann ein Dispergiermittel vom Polymertyp oder ein Dispergiermittel vom Tensidtyp verwendet werden.
  • Als das Dispergiermittel vom Polymertyp kann ein hydrophiles Polymer verwendet werden. Beispiele von dem hydrophilen Polymer beinhalten:
    natürliche Polymere wie pflanzliche Polymere (zum Beispiel Gummi Arabicum, Tragacanthgummi, Guargummi, Karayagummi, Johannisbrotgummi, Arabinogalactan, Pektin und Quittensamenstärke), Meeresalgenpolymere (zum Beispiel Alginsäure, Carrageenan und Agar), tierische Polymere (zum Beispiel Gelatine, Kasein, Albumin und Kollagen), und mikrobielle Polymere (zum Beispiel Xanthangummi und Dextran);
    halbsynthetische Polymere wie Cellulosepolymere (zum Beispiel Methylcellulose, Ethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose und Carboxymethylcellulose), Stärkepolymere (zum Beispiel Stärke-Natriumglycolat und Stärke-Natriumphosphatester), und Meeresalgenpolymere (zum Beispiel Natriumalginat und Propylenglycolalginat);
    und rein synthetische Polymere wie Vinylpolymere (zum Beispiel Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon und Poyvinylmethylether), Acrylharze (zum Beispiel unvernetztes Polyacrylamid, Polyacrylsäure und Alkalimetallsalze davon und wasserlösliches Styrol-Acrylharz), wasserlösliches Styrol-Maleinsäureharz, wasserlösliches Vinylnaphthalin-Maleinsäureharz, Polyvinylpyrrolidon, Alkalimetallsalz eines Kondensationsprodukts von β-Naphthalinsulfonsäure und Formalin, Verbindungen hohen Molekulargewichts mit Salzen von kationischen funktionellen Gruppen wie quaternäres Ammonium und Aminogruppen in ihrer Seitenkette, und natürliche Verbindungen hohen Molekulargewichts wie Schellack.
  • Vorzugsweise verwendet wird ein Dispergiermittel vom Polymertyp, in das Carbonsäuregruppen von einem Homopolymer oder einem Copolymer eingeführt sind, das ein Comonomer mit anderen hydrophilen Gruppen enthält, wie Acrylsäure, Methacrylsäure oder Styrolacrylsäure.
  • Als das Dispergiermittel vom Tensidtyp können anionische Tenside verwendet werden, wie Polyoxyethylenalkyletherphosphat und Polyoxyethylenalkylethersulfat, und nichtionische Tenside wie Nonylphenylether.
  • Das Dispergiermittel vom Polymertyp kann in der Tinte in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-% vorhanden sein, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-%, während das Dispergiermittel vom Tensidtyp in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-% vorhanden sein kann.
  • In dem Fall der Tinte A mit dem darin dispergierten Wasser-unlöslichen farbgebenden Material A ist es bevorzugt, dass ein Dispergiermittel vom Polymertyp als ein Dispergiermittel verwendet wird. In dem Fall der Tinte B mit dem darin dispergierten Wasser-unlöslichen farbgebenden Material B ist es bevorzugt, dass ein Dispergiermittel vom Tensidtyp als ein Dispergiermittel verwendet wird.
  • Bei jeder der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Tinten kann die Benetzbarkeit mit einem Aufzeichnungsmedium wie Papier verbessert werden, indem ein Tensid darin enthalten ist. Beispiele der Tenside beinhalten Polyoxyethylenalkyletheracetat, Dialkylsulfosuccinat, Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylphenylether, Polyoxyethylen-Polyoxypropylen-Blockcopolymer und Tenside auf Grundlage von Acetylenglycol. Spezifische Beispiele von dem anionischen Tensid beinhalten ein durch die folgende allgemeine Formel (a) wiedergegebenes Polyoxyethylenalkyletheracetat (a) und durch die folgende allgemeine Formel (b) wiedergegebenes, eine verzweigte C5-C7 Kette tragendes Dialkylsulfosuccinat (b): R-O-(CH2CH2O)mCH2COOM (a)wobei R eine Alkylgruppe darstellt, welche 6 bis 14 Kohlenstoffatome hat und die verzweigt sein kann, m eine Zahl von 3 bis 12 ist und M ein salzbildendes Kation wie ein Alkalimetallion, ein quaternäres Ammonium, quaternäres Phosphonium oder Alkanolamin darstellt;
    Figure 00230001
    wobei R5 und R6 jeweils eine verzweigte Alkylgruppe mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen darstellen und M ein salzbildendes Kation wie ein Alkalimetallion, ein quaternäres Ammonium, quaternäres Phosphonium oder Alkanolamin darstellt.
  • Bei den Tensiden (a) und (b) kann hervorragende Lösungsstabilität erreicht werden, wenn Lithiumion, quaternäres Ammonium oder quaternäres Phosphonium als deren Gegenion verwendet wird.
  • Spezifische Beispiele von bevorzugten nichtionischen Tensiden beinhalten durch die folgende allgemeine Formel (c) nachstehend wiedergegebenen Polyoxyethylenalkylphenylether (c) und ein durch die folgende allgemeine Formel (d) nachstehend wiedergegebenes Tensid auf Grundlage von Acetylenglycol (d). Werden die beiden Tenside in Kombination verwendet, kann die Penetrationswirkung weiter verbessert werden.
  • In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass ein Polyoxyethylenalkylphenylether (c) mit einer Polyoxyethylengruppe mit einem Polymerisationsgrad von 5 bis 12 in Verbindung mit einem Tensid auf Grundlage von Acetylenglycol mit einer Hauptkette mit mindestens 6, vorzugsweise 10 bis 20 Kohlenstoffatomen verwendet wird, und zwar aus Gründen der verringerten Ausblutung an Grenzen von Farben und minimierter Verwaschung von Buchstaben.
    Figure 00240001
    wobei R eine Alkylgruppe darstellt, welche 6 bis 14 Kohlenstoffatome hat und die verzweigt sein kann, und k eine Zahl von 5 bis 12 ist;
    Figure 00240002
    wobei p und q jeweils eine Zahl von 0 bis 40 sind.
  • Wenn die vorstehenden Tenside (a), (b), (c) und (d) in einer Menge von 0,05 bis 10 Gew.-% vorhanden sind, kann die gewünschte Penetrationswirkung in den Tintenmerkmalen wie in Druckersystemen erforderlich erhalten werden. Eine zu kleine Menge von weniger als 0,05 Gew.-% neigt dazu, Ausbluten an Grenzen zwischen überlagerten Farben zu verursachen, während eine zu hohe Menge von mehr als 10 Gew.-% dazu neigt, Ausfällung des Tensides bei einer niedrigen Temperatur zu verursachen und die Zuverlässigkeit nachteilig beeinflusst.
  • Spezifische Beispiele der vorstehenden Tenside (a) und (b) werden nachstehend in ihren freien Säureformen gezeigt:
    Figure 00250001
  • Jede der in der der vorliegenden Erfindung verwendeten Tinten umfasst Wasser als ein flüssiges Medium. Ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel kann verwendet werden, um die gewünschten Tinten-Eigenschaften zu erhalten, das Austrocknen der Tinte zu verhindern und die Lösungsstabilität zu verbessern.
  • Spezifische Beispiele von dem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel beinhalten mehrwertige Alkohole wie Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Polyethylenglycol, Propylenglycol, Dipropylenglycol, Tripropylenglycol, Tetraethylenglycol, Hexylenglycol, Polypropylenglycol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Glycerin, 1,2,6-Hexantriol, 1,2,4-Butantriol, 1,2,3-Butantriol und Petriol, Alkylether von mehrwertigen Alkoholen wie Ethylenglycolmonoethylether, Ethylenglycolmonomethylether, Ethylenglycolmonobutylether, Diethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonoethylether, Diethylenglycolmonobutylether, Tetraethylenglycolmonomethylether und Propylenglycolmonoethylether; Arylether von mehrwertigen Alkoholen wie Ethylenglycolmonophenylether und Ethylenglycolmonobenzylether; Stickstoff-haltige heterocyclische Verbindungen wie 2-Pyrrolidon, N-Methyl-2-pyrrolidon, N-Hydroxyethyl-2-pyrrolidon, 2-Pyrrolidon, 1,3-Diemethyl-imidazolidinon und ε-Caprolactam; Amide wie Formamid, N-Methylformamid und N,N-Diemethylformamid; Amine wie Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Monoethylamin, Diethylamin und Triethylamin; Schwefel-haltige Verbindungen wie Dimethylsulfoxid, Sulfolan und Thiodiethanol; Propylencarbonat; Ethylencarbonat; und γ-Butyrolacton. Diese Lösungsmittel können allein oder als eine Mischung verwendet werden.
  • Vor allem vorzugsweise verwendet werden Diethylenglycol, Thiodiethanol, Polyethylenglycol (200 bis 600), Triethylenglycol, Glycerin, 1,2,6-Hexantriol, 1,2,4-Butantriol, 1,3-Pentandiol, 2,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, N-Methyl-2-pyrrolidon, N-Hydroxyethylpyrrolidon, 2-Pyrrolidon und 1,3-Dimethylimidazolidinon, und zwar aus Gründen hoher Löslichkeit und hervorragender Wirksamkeit zur Verhinderung von Ausstoßversagen wegen Wasserverdampfung.
  • Ein besonders bevorzugtes Lösungsmittel zum Erhalten von guter Dispersionsstabilität der farbgebenden Materialien ist ein Pyrrolidonderivat wie N-Hydroxyethyl-2-pyrrolidon.
  • Um die Oberflächenspannung der Tinte einzustellen, können die folgenden Penetrationsmittel anders als die vorstehenden Tenside (a) bis (d) zugesetzt werden: Diethylenglycolmonophenylether, Ethylenglycolmonophenylether, Ethylenglycolmonoallylether, Diethylenglycolmonobutylether, Propylenglycolmonobutylether, Triethylenglycolmonobutylether und Tetraethylenglycolchlorphenylether; Diole wie 2-Ethyl-1,3-hexandiol, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol, 2,2-Dimethyl-1,3,-propandiol; Polyoxyethylen-Polyoxypropylen-Blockcopolymere, Fluor-haltige Tenside und niedrigere Alkohole wie Ethanol und 2-Propanol. Speziell bevorzugt ist Diethylenglycolmonobutylether als der Alkylether eines mehrwertigen Alkohols und 2-Ethyl-1,3-hexandiol und 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol als das Diol mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen. Diole sind geeignet, weil kaum Aggregation des Wasser-unlöslichen farbgebenden Materials auftritt. Die Menge des Penetrationsmittels unterscheidet sich je nach der Art davon und den gewünschten Eigenschaften der Tinte, liegt aber in dem Bereich von 0,1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 10 Gew.-%. Eine Menge des Penetrationsmittels unter 0,1 Gew.-% ist nicht ausreichend, um zufriedenstellende Penetrationswirkung bereitzustellen, während eine zu große Menge über 20 Gew.-% die Eigenschaften der Bildung flüssiger Teilchen nachteilig beeinflusst. Der Zusatz des Penetrationsmittels kann auch die Benetzbarkeit der Tinte mit einem Kopfelement und anderen Teilen der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung verbessern, so dass die Tinte wirksam in diese Teile gefüllt werden kann, um Druckversagen wegen Blasen zu verhindern.
  • Die Eigenschaften wie Oberflächenspannung der Tinte der vorliegenden Erfindung können wie für das System angemessen eingestellt werden. Die Oberflächenspannung von Tinte wie hierin verwendet ist eine Anzeiger, welcher deren Penetrationswirkungsgrad in Papier hinein anzeigt. Insbesondere kann der Penetrationswirkungsgrad der Tinte durch die dynamische Oberflächenspannung der Tinte, wie innerhalb einer kurzen Zeit von einer Sekund oder weniger, nachdem die Tinte auf eine Oberfläche des Papiers aufgebracht wurde gemessen, ausgedrückt werden. Es kann in geeigneter Weise irgendein Verfahren wie das in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 63-312372 beschriebene zur Messung der dynamischen Oberflächenspannung verwendet werden, so lange es eine dynamische Oberflächenspannung innerhalb eines Zeitraums von einer Sekunde oder weniger messen kann. Die Oberflächenspannung beträgt aus Gründen der hervorragenden Trocknungswirkung vorzugsweise 50 mN/m oder weniger, bevorzugter 40 mN/m oder weniger. Im Hinblick auf die Stabilität der Ausstoßung der Tinte neigt andererseits die Erzeugung von Flüssigkeits-Teilchen dazu, instabil zu sein, wenn die dynamische Oberflächenspannung zu niedrig ist. Die stabile Ausstoßung ermöglichende dynamische Oberflächenspannung beträgt vorzugsweise 40 mN/m oder mehr bei 1 ms.
  • Die Viskosität der Tinte kann in geeigneter Weise je nach dem Ausstoßverfahren aus dem Bereich von 1 mPa·s bis 10 mPa·s ausgewählt werden.
  • Die Teilchengröße des in der Tinte enthaltenen Pigmentes liegt vorzugsweise in dem Bereich von 10 nm bis 300 nm, und die mittlere Teilchengröße liegt vorzugsweise in dem Bereich von 60 nm bis 120 nm. Der Feststoffgehalt der Tinte liegt vorzugsweise in dem Bereich von 25 bis 93 Gew.-%, bevorzugter 50 bis 80 Gew.-%.
  • Wenn in der vorliegenden Erfindung die elektrische Leitfähigkeit von jeder der Tinten in dem Bereich von 1 mS/cm bis 6 mS/cm liegt, wird die Dispersionsstabilität nicht aus Gründen des elektrischen Zeta-Potentials (ζ) von Teilchen in Mitleidenschaft gezogen, die in der Pigment-haltigen Tinte oder gefärbte feine Teilchen enthaltenden Tinte enthalten sind. Auf diese Weise ist die Tinte frei von Aggregation des Pigmentes, zeigt nur eine kleine Veränderung der Teilchengröße und kann über einen langen Zeitraum hinweg eine hohe Zuverlässigkeit zeigen. Allgemein wird ein Mittel zur Einstellung der Leitfähigkeit zugesetzt, um die Leitfähigkeit in den vorstehend beschriebenen Bereich zu legen. Da jedoch das in der Tinte B enthaltene quaternäre Ammoniumsalz eine Dissoziationsgruppe hat, ist es möglich, die Leitfähigkeit in den gewünschten Bereich zu legen, indem die Menge des quaternären Ammoniumsalzes eingestellt wird. Zum Zweck der Feineinstellung der Leitfähigkeit kann zusätzlich ein Mittel zum Einstellen der Leitfähigkeit zugesetzt werden, wenn das Mittel die Dispersion des farbgebenden Materials nicht in Mitleidenschaft zieht. Veranschaulichend für geeignete Mittel zum Einstellen der Leitfähigkeit sind quaternäre Ammoniumsalze wie Tetramethylammoniumchlorid und Alkanolaminsalze.
  • Die Tinte der vorliegenden Erfindung kann herkömmlicher Weise bekannte Additive enthalten. Zum Beispiel kann als ein Antiseptikum oder Fungizid Natriumdehydroacetat, Natriumsorbat, Natrium-2-pyridinthiol-1-oxid, Natriumbenzoat, Natriumpentachlorphenolat oder Isothiazolin verwendet werden.
  • Als ein Mittel zum Einstellen des pH-Wertes kann irgendeine Substanz verwendet werden, so lange sie den pH-Wert in einen gewünschten Bereich einstellen kann, ohne die Tinte nachteilig zu beeinflussen. Veranschaulichend für geeignete Mittel zum Einstellen des pH-Wertes sind Amine wie Diethanolamin und Triethanolamin, Hydroxide von Alkalimetallelementen wie Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid, Ammoniumhydroxid, quaternäres Ammoniumhydroxid, quaternäres Phosphoniumhydroxid und Carbonate von Alkalimetallen wie Lithiumcarbonat, Natriumcarbonat und Kaliumcarbonat.
  • Als ein Chelatisierungsmittel können zum Beispiel Natriumethylendiamintetraacetat, Natriumnitrilotriacetat, Natriumhydroxyethylethylendiamintriacetat, Natriumdiethylentriaminpentaacetat oder Natriumuramildiacetat erwähnt werden.
  • Als ein Rostverhinderungsmittel können zum Beispiel saure Sulfite, Natriumthiosulfat, Ammoniumthiodiglycolat, Diisopropylammoniumnitrit, Pentaerythritoltetranitrat oder Dicyclohexylammoniumnitrit erwähnt werden.
  • Andere Additive wie ein wasserlöslicher UV-Absorber oder ein wasserlöslicher IR-Absorber können wie gewünscht zugesetzt werden.
  • Der Tintensatz gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens zwei Tinten A und B wie vorstehend beschrieben. Wenn der Tintensatz aus zwei Tinten zusammengesetzt ist, ist eine davon die Tinte A und die andere die Tinte B. Wenn der Tintensatz aus drei Tinten zusammengesetzt ist, ist eine davon die Tinte A und eine andere die Tinte B. Die verbleibende Tinte kann eine Tinte sein, die ein farbgebendes Material mit einer anionischen Gruppe ähnlich wie das in A enthält, oder eine Tinte enthaltend ein quaternäres Ammoniumsalz ähnlich der Tinte B. Alternativ kann die verbleibenden Tinte eine Tinte sein, die zu einer Klasse verschieden von denjenigen der Tinten A und B gehört. Wenn der Tintensatz aus vier Tinten zusammengesetzt ist, ist eine davon die Tinte A und eine andere die Tinte B. Eine der verbleibenden zwei Tinten kann eine Tinte sein, die ein farbgebendes Material mit einer anionischen Gruppe ähnlich wie das in A enthält, und die andere kann eine Tinte enthaltend ein quaternäres Ammoniumsalz ähnlich der Tinte B sein. Alternativ kann jede der verbleibenden zwei Tinten eine Tinte sein, die ein farbgebendes Material mit einer anionischen Gruppe ähnlich wie das in A enthält, oder eine Tinte enthaltend ein quaternäres Ammoniumsalz ähnlich der Tinte B. Ferner kann jede der verbleibenden zwei Tinten eine Tinte sein, die zu einer Klasse verschieden von denjenigen der Tinten A und B gehört.
  • Es ist bevorzugt, dass die Tinte A des Tintensatzes gemäß der vorliegenden Erfindung eine schwarze Tinte ist, enthaltend ein farbgebendes Material vom selbstdispergierenden Typ, welches Anion-Gruppe tragenden Kohlenstoff umfasst, oder eine Farbtinte enthaltend ein farbgebendes Material vom selbstdispergierenden Typ, welches ein Anion-Gruppe tragendes organisches Pigment umfasst. Das farbgebende Material B der Tinte B besteht vorzugsweise aus feinen, mit einem Farbstoff oder einem Pigment gefärbten Teilchen.
  • Der Tintensatz der vorliegenden Erfindung wird für eine übliche Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung verwendet, in welcher eine Tinte des Tintensatzes durch thermische Energie oder mechanische Energie in der Form feiner Flüssigkeitströpfchen aus einer Druckdüse ausgestoßen und auf einem Aufzeichnungsmedium absitzen gelassen wird, um dadurch ein Bild zu erzeugen. Es ist bevorzugt, dass das Aufzeichnungsmedium einen Stockigt-Leimungsgrad von 3 oder mehr Sekunden hat, vorzugsweise 10 Sekunden oder mehr gemäß dem Prüfverfahren von JIS P-8122. Die Obergrenze von dem Stockigt-Leimungsgrad beträgt allgemein 100 Sekunden.
  • Die Eigenschaften der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Tinte können durch Einstellung von deren pH-Wert gesteuert werden. Wenn der pH-Wert der Tinte 6 oder mehr beträgt, weist die Tinte eine gute Lagerstabilität auf. In Büros verwendete Kopierpapiere oder Briefpapiere haben allgemein einen pH-Wert von 5 oder 6 und sind so genanntes Normalpapier mit einem Stockigt-Leimungsgrad von 3 oder mehr Sekunden gemäß dem Prüfverfahren von JIS P-8122. Wenn die Tinte mit einer Geschwindigkeit von 5 bis 20 m/s in der Form von Tröpfchen mit einem Ausstoßungsgewicht von 2 ng bis 50 ng aus einer feinen Düse mit einem Durchmesser von 9 bis 60 μm auf das vorstehende Normalpapier mit einer Haftungsmenge einer Einzelfarbe von 1,5 g/m2 bis 30 g/m2 ausgestoßen wird, können mit dem vorstehenden Aufzeichnungsverfahren Bilder mit hoher Qualität und mit hoher Auflösung erhalten werden. Ist jedoch der pH-Wert 9 oder größer, können die Eigenschaften leicht durch Abbau des vorstehend beschriebenen Tensides (b) während der Lagerung verändert sein. Daher ist es bevorzugt, dass der pH-Wert des Aufzeichnungsmediums 6 bis 9 beträgt, wenn das Tensid (b) verwendet wird.
  • Als nächstes wird ein Beispiel von einer Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung beschrieben werden, die zur Aufzeichnung mit der vorstehend erwähnten wässrigen Tinte der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
  • Als erstes wird auf 1 Bezug genommen, welche ein Beispiel des Aufbaus eines Kopfes veranschaulicht, welcher der Hauptteil einer thermische Energie verwendenden Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung ist. 1 ist eine entlang des Tintenkanals eines Kopfes 13 aufgenommene Querschnittsansicht eines Kopfes 13. Der Kopf 13 kann hergestellt werden, indem eine Platte aus Glas, Keramik, Silicium oder Kunststoff oder dergleichen, die einen Kanal (Düse) 14 zum Heraustreiben von Tinte hat, an einem Heizelement-Substrat 15 angeheftet oder befestigt wird. Das Heizelement-Substrat 15 beinhaltet eine mittels Siliciumoxid, Siliciumnitrid, Siliciumcarbid oder dergleichen erzeugte Schutzschicht 16; Elektroden 17-1 und 17-2, geformt aus Aluminium, Gold, einer Aluminium-Kupfer-Legierung oder dergleichen; eine Wärme erzeugende Widerstands-Schicht 18, geformt aus einem Material mit einem hohen Schmelzpunkt wie HfB2, TaN und TaAl oder dergleichen; eine Wärmespeicherschicht 19, geformt aus thermisch oxidiertem Siliciumoxid, Aluminiumoxid oder dergleichen; und ein Substrat 20, geformt aus einem Material mit guten Strahlungseigenschaften wie Silicium, Aluminium und Aluminiumnitrid.
  • Wenn ein elektrisches Signal in der Form von Impulsen an die Elektroden 17-1 und 17-2 des Kopfes 13 angelegt wird, wird das bei „n" gezeigte Gebiet von dem Heizelement-Substrat 15 schnell erwärmt, um in der Tinte 21 des Teiles in Kontakt mit dieser Oberfläche Bläschen zu erzeugen. Dies führt zum Herausragen des Meniskus 23 durch den Druck. Auf diese Weise wird Tinte 21 durch die Düse 14 des Kopfes ausgestoßen und wird in der Form von Tröpfchen 24 aus einer Auslassöffnung 22 gegen ein Aufzeichnungsmedium 25 ausgestoßen.
  • 2 zeigt ein Beispiel der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung, in welcher der vorstehend erwähnte Kopf eingebaut ist. In 2 wird eine Klinge mit 61 bezeichnet, die als ein Wischerbauelement fungiert. Die Klinge hat ein Ende wie an einem Tragarm fest an einem Klingenhalterelement befestigt. Die Klinge 61 befindet sich in einer Position benachbart dem Aufzeichnungsgebiet des Aufzeichnungskopfes 65. In der veranschaulichten Ausführungsform wird die Klinge 61 so gehalten, dass sie in den Bewegungsweg des Aufzeichnungskopfes 65 hineinragt.
  • Die Bezugsziffer 62 bezeichnet eine Kappe 62 für die herausragende Seite des Aufzeichnungskopfes 65. Die Kappe 62 befindet sich in einer Ausgangslage neben der Klinge 61. Die Kappe ist so konfiguriert, dass sie sich in der zu der Bewegungsrichtung des Aufzeichnungskopfes 65 senkrechten Richtung bewegt, um zum Deckelbilden in Kontakt mit der Tintenauslassfläche zu sein. Ein Tinten-Absorptionselement 63 ist neben der Klinge 61 bereitgestellt und wird auf eine ähnliche Weise wie die Klinge 61 so gehalten dass es in den Bewegungsweg des Aufzeichnungskopfes 65 hineinragt. Die Klinge 61, die Kappe 62 und das Tinten-Absorptionselement 63 bilden einen Teil zur Rückgewinnung des Ausstoßes 64. Feuchtigkeit, Verschmutzungen und dergleichen auf der Tintenauslassfläche werden mittels der Klinge 61 und dem Tinten-Absorptionselement 63 entfernt.
  • Die Bezugsziffer 65 bezeichnet den Aufzeichnungskopf mit einem Energie-Erzeugungsmittel zum Ausstoßen der Tinte zu dem Aufzeichnungsmedium gegenüber der mit dem Auslass versehenen Auslassfläche. Der Aufzeichnungskopf 65 ist auf einen Schlitten 66 montiert und wird dadurch bewegt. Der Schlitten 66 ist gleitend im Eingriff mit einer Führungsachse 67 und hat einen Teil, der mit einem Riemen 69 verbunden ist, der von einem Motor 68 (nicht gezeigt) angetrieben wird. Auf diese Weise kann der Schlitten 66 entlang der Führungsachse 67 bewegt werden, so dass sich der Aufzeichnungskopf 65 in dem Gebiet der Aufzeichnung und dessen angrenzenden Teil bewegen kann.
  • Als 51 wird ein Papierversorgungsteil bezeichnet, in welchen das Aufzeichnungsmedium eingeschoben wird. Als 52 wird eine Papiervorschubswalze bezeichnet, die durch einen (nicht gezeigten) Motor angetrieben wird. Mittels dieser Konstruktion kann das Aufzeichnungsmedium zu einer Position gegenüber der Auslassfläche des Aufzeichnungskopfes 65 vorgeschoben werden und wird bei fortschreitender Aufzeichnung zu einem Papieraustragsabschnitt, der mit einer Papier-Austragwalze 53 versehen ist, befördert. Wenn in der vorstehenden Konstruktion der Aufzeichnungskopf 65 nach dem Beenden der Aufzeichnung in die Ausgangsstellung zurückgekehrt ist, steht die Kappe 62 des Teils zur Rückgewinnung des Ausstoßes 64 an einer Stelle hinter dem Bewegungsweg des Aufzeichnungskopfes 65, wogegen die Klinge 61 in den Bewegungsweg hineinragt, so dass der Auslass des Aufzeichnungskopfes 65 abgewischt wird.
  • Wenn die Kappe 62 von der Auslassfläche des Aufzeichnungskopfes 65 zum Verdeckeln kontaktiert wird, bewegt sich die Kappe 62 so, dass sie in den Bewegungsweg des Aufzeichnungskopfes 65 hinaus ragt. Wenn der Aufzeichnungskopf 65 sich aus der Ausgangsstellung zu der Stellung für den Aufzeichnungsbeginn bewegt, befinden sich die Kappe 62 und die Klinge 61 in den gleichen Stellungen wie den vorstehend beschriebenen für das Abwischen. Daher kann auch während dieser Bewegung die Auslassfläche des Aufzeichnungskopfes 65 abgewischt werden. Der Aufzeichnungskopf bewegt sich nicht nur beim Ende der Aufzeichnung oder zur Rückgewinnung des Ausstoßes in die Ausgangsstellung, sondern der Aufzeichnungskopf bewegt sich auch während der Bewegung des Aufzeichnungskopfes zum Zweck der Aufzeichnung in einem vorbestimmten zeitlichen Intervall zu der neben dem Aufzeichnungsgebiet liegenden Ausgangsstellung. Der Aufzeichnungskopf wird auch während der Rückkehr in die Ausgangsstellung abgewischt.
  • 3 veranschaulicht eine Ausführungsform einer Tintenpatrone, welche Tinte enthält, die dem Aufzeichnungskopf über ein Tintenzufuhr-Element, wie ein Rohr, zugeliefert werden soll. Als 40 wird ein Tintenreservoir bezeichnet, zum Beispiel ein Tintenbeutel, der einzuspeisende Tinte enthält. Der Tintenbeutel 40 hat ein Ende, das mit einem Kautschukstopfen 42 versehen ist. Die Tinte in dem Tintenbeutel 40 kann durch eine (nicht gezeigte) Nadel, die in den Stopfen (42) eingeführt ist, dem Kopf zugeführt werden. Als 44 wird ein Tintenabsorptions-Element zum Empfangen der überschüssigen Tinte bezeichnet. Es ist bevorzugt, dass die mit der Tinte in Kontakt gelangende Fläche aus einem Polyolefin, speziell Polyethylen gebildet wird.
  • In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind der Kopf und die Tintenpatrone getrennt. Jedoch kann wie in 4 gezeigt die Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zu einer Struktur konstruiert werden, in welcher sie zu einer Einheit integriert sind. In 4 wird als 70 eine Aufzeichnungseinheit bezeichnet, in welcher ein Tintenreservoir untergebracht ist, wie ein Tintenabsorptions-Element welches die Tinte enthält. Die Vorrichtung ist so konfiguriert, dass die Tinte in dem Tintenabsorptions-Element in der Form von Tröpfchen aus einem Kopfteil 71 mit einer Vielzahl von Öffnungen ausgestoßen wird. Es ist in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass das Tintenabsorptions-Element aus Polyurethan, Cellulose, Polyvinylacetat oder Polyolefin-basiertem Harz gebildet wird. Alternativ kann, anstatt das Tintenabsorptions-Element zu verwenden, ein in seinem Inneren mit einer Feder versehener Tintenbeutel als der Tintenbehälter verwendet werden. Die Bezugsziffer 72 bezeichnet eine Öffnung zum in Verbindung setzen mit Luft, durch welche eine äußere Atmosphäre in Verbindung mit dem Inneren der Patrone steht. Diejenigen Aufzeichnungseinheit 70 ist auf dem Schlitten 66 entfernbar angebracht und wird anstelle des in 2 gezeigten Aufzeichnungskopfes 66 verwendet.
  • Als ein anderes bevorzugtes Beispiel der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung, die Bewegungsenergie verwendet, kann eine On-Demand-Tintenstrahl- Aufzeichnungsvorrichtung erwähnt werden, umfassend ein Düsen bildendes Substrat mit einer Vielzahl von Düsen, ein gegenüber den Düsen angeordnetes Druck erzeugendes Element, das aus einem piezoelektrischen Material und einem leitfähigen Material zusammengesetzt ist, und eine Tinte, die in einen Raum um das Druck erzeugende Element herum gefüllt ist. In dieser Vorrichtung wird eine Spannung angelegt, um das Druck erzeugende Element zu verschieben, so dass die Tinte in Form kleiner Tröpfchen aus den Düsen ausgestoßen wird. Ein Beispiel des Aufbaus des Aufzeichnungskopfes, welcher ein Hauptteil der Aufzeichnungsvorrichtung ist, wird in 5 gezeigt.
  • Der Kopf beinhaltet einen Tintenkanal 80, der mit einer Tintenkammer (nicht gezeigt) in Fluidverbindung steht, eine Auslassplatte 81 zum Ausstoßen eines gewünschten Volumens von Tintentröpfchen, eine Vibrationsplatte 82, um Druck unmittelbar auf die Tinte zu beaufschlagen, ein piezoelektrisches Element 83, das mit der Vibrationsplatte 82 verbunden ist und bei Empfang eines elektrischen Signals verschoben wird, und ein Substrat 84, um die Auslassplatte 81, die Vibrationsplatte 82 und so weiter lagernd festzuhalten.
  • In 5 wird der Tintenkanal 80 aus einem lichtempfindlichen Harz oder ähnlichem Material gebildet. Die Auslassplatte 81 ist mit einem Tinten-Auslass 85 versehen, der durch Perforieren eines Metalls wie von rostfreiem Stahl oder Nickel durch Galvanisieren oder Pressbearbeitung erzeugt ist und eine Oberfläche hat, die durch eutektisches Aufplattieren von PTFE-Nickel mit einer Tinte abstoßenden Schicht versehen ist. Die Schwingungsplatte 82 wird aus einer Metallfolie aus rostfreiem Stahl, Nickel, Titan oder dergleichen und einer Harzfolie mit hohem Elastizitätsmodul oder dergleichen gebildet. Die piezoelektrische Vorrichtung 83 wird aus einem dielektrischen Material wie Bariumtitanat oder PZT gebildet. Der Aufzeichnungskopf mit dem vorstehenden Aufbau arbeitet in der folgenden Weise. Ein Spannungsimpuls wird an die piezoelektrische Vorrichtung 83 angelegt, um einen Verformungsdruck zu erzeugen. Diese Energie bewirkt Verformung der mit der piezoelektrischen Vorrichtung 83 verbundenen Vibrationsplatte. Auf diese Weise wird die Tinte in der Tintenleitung 80 in senkrechter Richtung gepresst, so dass (nicht gezeigte) Tintentröpfchen von dem Tintenauslass 85 der Auslassplatte 81 zum Zweck der Aufzeichnung ausgestoßen werden. Der vorstehende Aufzeichnungskopf kann zur Verwendung in eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung gleich der in 4 gezeigten eingebaut werden. Der Betrieb der anderen Komponenten der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung kann der gleiche wie in dem vorstehenden Beispiel sein.
  • Als eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Bewegungsenergie verwendenden Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerätes wird eine einen elektrostatischen Auslöser verwendende Tintenstrahlvorrichtung beschrieben werden. 6 ist eine Querschnittsansicht eines Tintenstrahlkopfes, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wurde. Wie in 6 gezeigt, hat der Tintenstrahlkopf 1 eine Dreischicht-Struktur, in der ein Siliciumsubstrat 2 auf der oberen Seite zwischen einer aus Silicium hergestellte Düsenplatte 3 und durch ein Substrat aus Borsilicatglas 4 mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten nahe demjenigen von Silicium auf der unteren Seite sandwichartig umschlossen ist. In dem in der Mitte befindlichen Siliciumsubstrat 2 ist sind Kerben mittels Herausätzens aus der Oberfläche (der oberen Seite in 6) ausgestaltet, um eine Vielzahl von unabhängigen Tintenkammern 5, eine gemeinsame Tintenkammer 6 für diese Tintenkammern und Tintenzulieferungswege 7 zum Verbinden der gemeinsamen Tintenkammer 6 mit der Vielzahl von Tintenkammern 5 zu definieren. Diese Kerben sind mit der Düsenplatte 3 bedeckt, um diese Teile 5, 6 und 7 zu definieren.
  • Die Düsenplatte 3 ist an Stellen, die Abschnitten an dem vorderen Ende der jeweiligen Tintenkammer 5 entsprechen, zur Fluid-Verbindung mit den entsprechenden Tintenkammern 5 mit Tintendüsen 11 versehen. Die Tintenplatte 3 ist auch mit einer Öffnung zur Tintenzufuhr versehen, die mit der gemeinsamen Tintenkammer 6 in Verbindung steht. Die Tinte wird von einem externen Tintentank (nicht gezeigt) durch die Öffnung zur Tintenzufuhr der gemeinsamen Tintenkammer 6 zugeführt. Die der gemeinsamen Tintenkammer 6 zugeführte Tinte wird den Tintenkammern 5 unabhängig voneinander durch die Tintenzufuhrwege 7 zugeführt.
  • Die Tintenkammern 5 haben jeweils eine Bodenwand 8, welche dünn genug ist, um als eine Blende wirken zu können, die in vertikaler Richtung in 6 elastisch verschiebbar ist. Daher wird auf diesen Teil der Bodenwand 8 in der folgenden Beschreibung zur Bequemlichkeit auch als „Blende" Bezug genommen.
  • Die Glasplatte 4, die mit der unteren Seite des Siliciumsubstrates 2 in Kontakt ist, hat eine obere Oberfläche (an welcher die Glasplatte mit dem Siliciumsubstrat 2 in Kontakt ist) die mit einer flachen geätzten Ausnehmung 9 an einer Position versehen ist, welche den jeweiligen Tintenkammern 5 entspricht. Daher befindet sich die Bodenwand 8 von jeder der Tintenkammern 5, mit einem sehr kleinen dazwischen definierten Spalt, gegenüber der Oberfläche 92 der Ausnehmung 9 in dem Glassubstrat 4. Weil die Ausnehmung 9 von dem Glassubstrat 4 den Bodenwänden 8 der Tintenkammern 5 gegenüber steht, wird auf das Glassubstrat 4 auch als „Wand gegenüber der Vibrationsplatte" oder einfach „gegenüberstehende Wand" 91 Bezug genommen.
  • Die Bodenwand 8 von jeder der Tintenkammern 5 wirkt als eine Elektrode zur Speicherung elektrischer Ladungen. Eine Segmentelektrode 10 ist auf der Oberfläche 92 der Ausnehmung 9 des Glassubstrates 4 an einer Stelle gegenüber der Bodenwand 8 von jeder der Tintenkammern 5 bereitgestellt. Die Oberfläche von jeder der Segmentelektroden 10 ist mit einer aus anorganischem Glas hergestellten Isolierschicht mit einer Dicke G bedeckt. Demgemäß bilden jede der Segmentelektroden 10 und die Bodenwand 8 der entsprechenden Tintenkammer Gegenelektroden (mit einer Entfernung G zwischen den Elektroden), wobei die Isolierschicht 9 zwischen ihnen eingebracht ist.
  • Beispiele
  • Die vorliegende Erfindung wird als nächstes durch Beispiele beschrieben, ist aber nicht durch die Beispiele beschränkt. In den Beispielen sind die Prozentsätze % in Gewicht.
  • Herstellungsbeispiel 1
  • Ruß-Dispersionsflüssigkeit (1), die mit unterchloriger Säure behandelt ist:
  • 300 Gramm im Handel erhältlicher saurer Ruß mit einem pH-Wert von 2,5 (hergestellt von Cabot Corporation, Handelsname: MONARCH 1300) wurden ausreichend in 1000 ml Wasser gemischt, welchem 450 g Natriumhypochlorit (effektive Chlorkonzentration: 12%) tropfenweise zugefügt wurden. Die Mischung wurde dann 8 Stunden lang bei 100 bis 105°C gerührt. Dann wurden weiter 100 g Natriumhypochlorit (effektive Chlorkonzentration: 12%) der Reaktionsflüssigkeit zugesetzt, und die Mischung wurde 3 Stunden lang mit einer Dispergiervorrichtung vom Lateraltyp dispergiert. Die sich ergebende Aufschlämmung wurde mit Wasser um einen Faktor 10 verdünnt, und der pH-Wert wurde mit Lithiumhydroxid eingestellt, gefolgt von Entsalzung und Konzentrieren unter Verwendung einer Ultrafiltrationsmembran, bis eine elektrische Leitfähigkeit von 0,2 mS/cc erreicht war, wodurch eine Ruß-Dispersionsflüssigkeit mit einer Pigmentkonzentration von 15% erhalten wurde. Diese wurde zentrifugiert, um große Teilchen zu entfernen, und dann durch ein 1 μm-Nylonfilter filtriert, um die Ruß-Dispersionsflüssigkeit 1 zu erhalten, deren Oberflächen Carbonsäuregruppen enthielten. Der Gesamtgehalt von Fe, Ca und Si war gemäß ICP-Messung 100 ppm oder weniger. Die Konzentration an Chlorionen war 10 ppm oder weniger. Die mittlere Teilchengröße (D50%), gemessen mit einem Microtrack UPA, war 95 nm.
  • Herstellungsbeispiel 2
  • Ruß-Dispersionsflüssigkeit 2, die mit Sulfonierungsmittel behandelt ist:
  • 150 Gramm im Handel erhältliches Rußpigment (hergestellt von Degussa Corporation, Handelsname PRINTER #85) wurden ausreichend in 400 ml Sulfolan gemischt, und die Mischung wurde mit einer Kugelmühle fein gemahlen. Dann wurden 15 g Amidosulfonsäure der Mischung zugesetzt, gefolgt von 10 Stunden lang Rühren bei 140 bis 150°C. Die sich ergebende Aufschlämmung wurde in 1000 ml ionenausgetauschtes Wasser gegossen und der Zentrifugation bei 12000 Upm unterworfen, so dass ein Oberflächen-behandelter nasser Kuchen aus Ruß erhalten wurde. Dieser nasse Kuchen aus Ruß wurde wieder in 2000 ml ionenausgetauschtem Wasser dispergiert, und der pH-Wert wurde mit Lithiumhydroxid eingestellt, gefolgt von Entsalzung und Konzentrieren unter Verwendung einer Ultrafiltrationsmembran. Auf diese Weise wurde eine Ruß-Dispersionsflüssigkeit mit einer Pigmentkonzentration von 10% erhalten. Diese Flüssigkeit wurde durch ein 1 μm-Nylonfilter filtriert, um die Ruß-Dispersionsflüssigkeit 2 zu erhalten, deren Oberflächen Sulfonsäuregruppen enthielten. Der Gesamtgehalt von Fe, Ca und Si war gemäß ICP-Messung 100 ppm oder weniger. Die Konzentration an Schwefelsäureionen war ebenfalls 100 ppm oder weniger. Die mittlere Teilchengröße war 80 nm.
  • Herstellungsbeispiel 3
  • Ruß-Dispersionsflüssigkeit 3, die mit einer Diazoverbindung behandelt ist:
  • 100 Gramm Ruß mit einer spezifischen Oberfläche von 230 m2/g und einer DBP-Ölabsorption von 70 ml/100 g und 34 g p-Amino-N-benzoesäure wurden in 750 g Wasser gemischt und dispergiert, wozu unter Rühren bei 70°C 16 g Salpetersäure tropfenweise hinzugefügt wurden. Nach fünf Minuten halten wurde eine Lösung von 11 g Natriumnitrit, aufgelöst in 50 g Wasser, der Reaktionsmischung zugesetzt, gefolgt von einer Stunde lang weiterem Rühren. Die sich ergebende Aufschlämmung wurde um einen Faktor 10 verdünnt und der Zentrifugation unterworfen, um große Teilchen zu entfernen. Der pH-Wert wurde mit Diethanolamin auf 8 bis 9 eingestellt, gefolgt von Entsalzung und Konzentrieren unter Verwendung einer Ultrafiltrationsmembran. Auf diese Weise wurde eine Ruß-Dispersionsflüssigkeit mit einer Pigmentkonzentration von 15% erhalten. Diese Flüssigkeit wurde durch ein 0,5 μm-Polypropylenfilter filtriert, um die Ruß-Dispersionsflüssigkeit 3 zu erhalten, deren Oberflächen Phenylcarbonsäuregruppen enthielten. Der Gesamtgehalt von Fe, Ca und Si war gemäß ICP-Messung 100 ppm oder weniger. Die Konzentration an Salpetersäureionen war 10 ppm oder weniger. Die mittlere Teilchengröße war 99 nm.
  • Herstellungsbeispiel 4
  • Ruß-Dispersionsflüssigkeit 4, die mit einer Diazoverbindung behandelt ist:
  • 202 Gramm Ruß mit einer spezifischen Oberfläche von 230 m2/g und einer DBP-Ölabsorption von 70 ml/100 g wurden in einer Lösung von 43 g in 2 Litern Wasser aufgelöster Sulfanilsäure unter Rühren bei etwa 70°C aufgelöst. Die Mischung wurde unter Rühren auf Raumtemperatur abkühlen gelassen, wozu dann 26,2 g konzentrierte Salpetersäure zugesetzt wurden und daraufhin 20,5 g einer wässrigen Lösung enthaltend 20,5 g Natriumnitrit, um das innere Salz 4-Sulfobenzoldiazoniumhydroxid zu erzeugen, welches mit dem Ruß unter Rühren umgesetzt wurde, bis die Blasenbildung aufhörte. Die sich ergebende Aufschlämmung wurde verdünnt, und der pH-Wert wurde mit Lithiumhydroxid auf 8 bis 9 eingestellt. Diese wurde zentrifugiert, um große Teilchen zu entfernen, gefolgt von Entsalzung und Konzentrieren unter Verwendung einer Ultrafiltrationsmembran. Auf diese Weise wurde eine Ruß-Dispersionsflüssigkeit mit einer Pigmentkonzentration von 15% erhalten. Diese Flüssigkeit wurde durch ein 1 μm-Polypropylenfilter filtriert, um die Ruß-Dispersionsflüssigkeit 4 zu erhalten, deren Oberflächen Phenylsulfonsäuregruppen enthielten. Der Gesamtgehalt von Fe, Ca und Si war gemäß ICP-Messung 100 ppm oder weniger. Die Konzentration an Salpetersäureionen war 50 ppm oder weniger. Die mittlere Teilchengröße war 95 nm.
  • Herstellungsbeispiel 5
  • Dispersionsflüssigkeiten von Farbpigmenten mit Oberflächen, die Carbonsäuregruppen enthalten (Gelb-Dispersionsflüssigkeit 1, Magenta-Dispersionsflüssigkeit 1, Cyan-Dispersionsflüssigkeit 1):
  • Als ein Gelbpigment wurde ein eine Carbonsäuregruppe enthaltendes Pigment durch Behandeln von C. I. Pigmentgelb 128 mit Plasma von niedriger Temperatur hergestellt. Das Pigment wurde in ionenausgetauschtem Wasser dispergiert und die Dispersion wurde der Entsalzung und Konzentration mit einer Ultrafiltrationsmembran unterworfen, um die Gelb-Dispersionsflüssigkeit 1 mit einer Pigmentkonzentration von 15% zu erhalten. Die mittlere Teilchengröße war 70 nm, und der Gesamtgehalt von Fe, Ca und Si war 100 ppm oder weniger.
  • In der gleichen Weise wie vorstehend wurde unter Verwendung von C. I. Pigmentmagenta 122 als ein Magentapigment die Magenta-Dispersionsflüssigkeit 1 mit einer Pigmentkonzentration von 15% hergestellt. Die mittlere Teilchengröße war 60 nm, und der Gesamtgehalt von Fe, Ca und Si war 100 ppm oder weniger.
  • In der gleichen Weise wurde unter Verwendung von C. I. Pigmentcyan 15:3 als ein Cyanpigment die Cyan-Dispersionsflüssigkeit 1 mit einer Pigmentkonzentration von 15% hergestellt. Die mittlere Teilchengröße war 80 nm, und der Gesamtgehalt von Fe, Ca und Si war 100 ppm oder weniger.
  • Herstellungsbeispiel 6
  • Dispergiermittel verwendende Pigment-Dispersionsflüssigkeiten (Tensid verwendende Dispersion: Gelb-Dispersionsflüssigkeit 2, Magenta-Dispersionsflüssigkeit 2, Cyan-Dispersionsflüssigkeit 2; Polymer verwendende Dispersion: Gelb-Dispersionsflüssigkeit 3, Magenta-Dispersionsflüssigkeit 3, Cyan-Dispersionsflüssigkeit 3):
    • Gelbpigment: C. I. Pigmentgelb 128
    • Magentapigment: C.I, Pigmentrot 122
    • Cyanpigment: C. I. Pigmentblau 15:3
    • Dispergiermittel A: nichtionisches Tensid, hergestellt von Kao Corporation, EMULGEN 913), HLB: 15,5
    • Dispergiermittel B: wässrige Acrylharz-Lösung hergestellt von Johnson Polymer, JONCRYL 611, (mit Ammoniak neutralisiert, Feststoffgehalt 20%), Säurezahl: 57
  • (1) Pulverisierung durch Vermahlen mit Salz
  • In eine 1-Gallone-Knetvorrichtung aus rostfreiem Stahl (hergestellt von Inoue Seisakusho Co. Ltd.) wurden 250 Gramm von dem vorstehenden Pigment, 2500 Teile Natriumchlorid und 200 Teile Diethylenglycol eingespeist und 3 Stunden lang geknetet. Die sich ergebende Mischung wurde dann in 2,5 Liter warmes Wasser gegossen und mit einer Hochgeschwindigkeits-Mischvorrichtung etwa 1 Stunde lang gerührt, wobei sie auf etwa 80°C erwärmt wurde, um eine Aufschlämmung zu bilden. Diese wurde wiederholter Filtration und Waschung (insgesamt 5 Mal) unterworfen, um Natriumchlorid und das Lösungsmittel zu entfernen, um dadurch ein getrocknetes Pigmentprodukt zu erhalten.
  • (2) Oberflächenbehandlung
  • 20 Teile des sich ergebenden Pigmentes, 5 Teile (als Feststoffgehalt ausgedrückt) des vorstehenden Dispergiermittels A oder B und 75 Teile Wasser wurden in einen Lackmischer gegeben, und die Mischung wurde 3 Stunden lang dispergiert. Die sich ergebende wässrige Pigmentdispersion wurde 6 Stunden lang der Zentrifugation bei 15000 Upm unterworfen.
  • Zu 20 Teilen von dem auf diese Weise Oberflächen-behandelten Pigment wurden 0,1 Teile 30%iges Ammoniakwasser und 79,9 Teile gereinigtes Wasser gegeben, und die sich ergebende Mischung wurde wieder in dem Lackmischer dispergiert, um eine konzentrierte Pigmentflüssigkeit zu erhalten. Zu 20 Teilen des Pigmentes, das nicht der Oberflächenbehandlung unterworfen worden war, wurden 5 Teile (als Feststoffgehalt ausgedrückt) der Dispergiermittel B und 75 Teile gereinigtes Wasser gegeben. Die sich ergebende Mischung wurde in dem Lackmischer dispergiert, gefolgt von Reinigung mit einer Umkehrosmosemembran. Auf diese Weise wurde eine konzentrierte Aufzeichnungsflüssigkeit für Tintenstrahl-Aufzeichnung hergestellt.
  • Jede der konzentrierten Flüssigkeiten wurde durch ein 1 μm-Nylonfilter filtriert und weiter durch ein 0,5 μm Polypropylenfilter filtriert, um eine Dispersionsflüssigkeit zum Gebrauch bereitzustellen. Der Gehalt von Fe, Ca und Si in jeder der Dispersionsflüssigkeiten war 100 ppm oder weniger. Der mittlere Teilchendurchmesser der Dispersionsflüssigkeiten war wie folgt:
    Gelb-Dispersionsflüssigkeit 2: 93 nm
    Gelb-Dispersionsflüssigkeit 3: 80 nm
    Magenta-Dispersionsflüssigkeit 2: 60 nm
    Magenta-Dispersionsflüssigkeit 3: 56 nm
    Cyan-Dispersionsflüssigkeit 2: 90 nm
    Cyan-Dispersionsflüssigkeit 3: 87 nm.
  • Durch Verwendung von feinen Teilchen, deren Oberflächen mit einem Farbstoff oder einem Pigment gefärbt sind, wie das farbgebendes Material B der Tinte B in der vorliegenden Erfindung, kann die Fixierbarkeit und die Farbgebungswirkung der Tinte auf Normalpapier weiter verbessert werden. Die feinen Teilchen können Polymer-Feinteilchen oder anorganische feine Teilchen wie Siliciumdioxid oder Aluminiumoxid sein. Aus Gründen des Glanzes werden vorzugsweise Polymer-Feinteilchen verwendet. Ein spezifisches Beispiel der feinen gefärbten Teilchen ist ein mit einem in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2000-53898 offenbarten Verfahren hergestelltes. Das nachstehend gezeigte Beispiel ist in Übereinstimmung mit einem derartigen Verfahren.
  • Herstellungsbeispiel 7
  • In ein hermetisch verschließbares Reaktionsgefäß, das mit einem Rührflügel, einem Kondensator und einem Stickstoffgas-Zufuhrrohr ausgerüstet war, wurden 20 Teile Methylethylketon als Polymerisationslösungsmittel und die nachstehend gezeigte Zusammensetzung eingespeist, welche polymerisierbare ungesättigte Monomere als eine Anfangsbeschickung und ein Polymerisationsketten-Übertragungsmittel enthielt, und es wurde eine ausreichende Spülung mit Stickstoffgas vorgenommen (Teile in Gewicht).
    Methylmethacrylat, Monomer 12,8 Teile
    N-Hydroxyethylmethacrylat, Monomer 1,2 Teile
    Methacrylsäure, Monomer 2,9 Teile
    Silicon-Makromer (Chisso Corporation, FM-0711) 2 Teile
    Styrol-Acrylnitril-Makromer (Toagosei Co., Ltd., AN-6) 1 Teil
    Mercaptoethanol (Polymerisationsketten-Übertragungsmittel) 0,3 Teile
  • Die Flüssigkeit in dem Gefäß wurde unter Rühren in einer Stickstoffgas-Atmosphäre auf 65°C erwärmt.
  • Daneben wurde die nachstehend gezeigte Zusammensetzung, welche Monomere für die tropfenweise Beschickung und ein Polymerisationsketten-Übertragungsmittel enthielt, mit 60 Teilen Methylethylketon und 0,2 Teilen 2,2'-Azobis(2,4- dimethylvaleronitril) gemischt, und es wurde eine ausreichende Spülung mit Stickstoffgas vorgenommen. Die auf diese Weise erhaltene Mischung wurde im Lauf von 3 Stunden tropfenweise allmählich in das vorstehende Reaktionsgefäß gegeben.
    Methylmethacrylat, Monomer 51 Teile
    N-Hydroxyethylmethacrylat, Monomer 4,2 Teile
    Methacrylsäure, Monomer 11 Teile
    Silicon-Makromer (Chisso Corporation, FM-0711) 8 Teile
    Styrol-Acrylnitril-Makromer (Toagosei Co., Ltd., AN-6) 4 Teil
    Mercaptoethanol (Polymerisationsketten-Übertragungsmittel) 1,2 Teile
  • Zwei Stunden nach Abschluss der tropfenweisen Zugabe wurde eine Lösung von 0,1 Teil 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril), gelöst in 5 Teilen Methylethylketon, zugesetzt, und die sich ergebende Mischung wurde weiter 2 Stunden lang bei 65°C und weitere 2 Stunden lang bei 70°C gealtert, um eine Vinylpolymer-Lösung zu erhalten. Ein Teil der Vinylpolymer-Lösung wurde 2 Stunden lang unter einem reduzierten Druck bei 105°C getrocknet, um das Lösungsmittel vollständig zu entfernen und das Polymer zu isolieren. Das Polymer hatte ein Zahlenmittel-Molekulargewicht von etwa 10.000 und eine Glasübergangstemperatur von 180°C.
  • Dann wurden 5 g des durch Vakuum-Trocknung der vorstehenden Vinylpolymer-Lösung erhaltenen Vinylpolymers, 25 g Toluol und 5 g Anthrachinonfarbstoff mit der folgenden Zusammensetzung bis zu deren vollständigen Auflösung gemischt. Dieser Lösung wurden 2 g wässrige Natriumhydroxid-Lösung zugesetzt, um einen Teil der sauren Gruppen des Vinylpolymers zu neutralisieren. Dann wurden 300 g ionenausgetauschtes Wasser zugesetzt und die Mischung wurde 30 Minuten lang unter Verwendung einer Emulgiervorrichtung (NANOMAKER TM, hergestellt von Nanomizer Co., Ltd.) gerührt und emulgiert.
  • Figure 00440001
  • Das auf diese Weise erhaltene emulgierte Produkt wurde konzentriert, indem Toluol vollständig und ein Teil des Wassers unter einem verminderten Druck bei 60°C entfernt wurden. Dann wurden Verunreinigungen wie Monomere mit einer Ultrafiltrationsmembran entfernt, um die Magenta-Dispersionsflüssigkeit 4, enthaltend mit gereinigtem Dispersivfarbstoff imprägnierte Vinylpolymer-Feinteilchen, zu erhalten (mittlere Teilchengröße: 98 nm, Feststoffkonzentration: 10%).
  • In der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben, mit der Ausnahme dass C. I. Dispersgelb 118 und C. I. Dispersblau 36 als die Farbstoffe verwendet wurden, wurden die Gelb-Dispersionsflüssigkeit 4 (mittlere Teilchengröße: 98 nm, Feststoffkonzentration: 10%) beziehungsweise die Cyan-Dispersionsflüssigkeit 4 (mittlere Teilchengröße: 98 nm, Feststoffkonzentration: 10%) erhalten.
  • Beispiel 1
  • Tintensatz 1:
    • (1) Die schwarze Tinte 1 wurde hergestellt, indem der pH-Wert der nachstehend gezeigten Zusammensetzung mit 10%iger wässriger Lithiumhydroxid-Lösung auf 9,5 eingestellt wurde, gefolgt von Filtration durch ein 0,45 μm TEFLON-(Polytetrafluorethylen)-Filter.
  • Kohlenstoff-Dispersionsflüssigkeit 1 (als Feststoffkonzentration in der Tinte) 5%
    Diethylenglycol 10%
    Glycerin 10%
    N-Hydroxyethylpyrrolidon 2%
    2-Ethyl-1,3-hexandiol 1%
    Tensid der vorstehenden Formel a-1 0,2%
    Natriumdehydroacetat 0,2%
    Ionenausgetauschtes Wasser Rest
    • (2) Die Gelbtinte 1 wurde durch Mischen und Auflösen der folgenden Zusammensetzung und Einstellen des pH-Wertes mit Natriumhydroxid hergestellt.
    Gelb-Dispersionsflüssigkeit 2 (als Feststoffkonzentration in der Tinte) 3%
    Verbindung der Formel (II) (X: Nitration) 2%
    1,2,6-Hexantriol 4%
    1,5-Pentandiol 8%
    N-Methyl-2-pyrrolidon 8%
    Tensid der vorstehenden Formel a-1 1,2%
    Tensid der vorstehenden Formel d (p, q = 10) 1,0%
    25%ige wässrige Lösung des Tensides der Formel b-1 0,8%
    Harnstoff 5%
    Ionenausgetauschtes Wasser Rest
    • (3) Die Magentatinte 1 wurde in der gleichen Weise wie in vorstehend (1) hergestellt, außer dass die folgende Zusammensetzung verwendet wurde und dass der pH-Wert mit Lithiumhydroxid auf 8,5 eingestellt wurde.
    Magenta-Dispersionsflüssigkeit 1 (als Feststoffkonzentration in der Tinte) 3%
    Verbindung der Formel (III) (X: Nitration) 2%
    Diethylenglycol 5%
    Glycerin 5%
    N-Hydroxyethylpyrrolidon 10%
    Styrol-Acrylsäure-Polymer 0,5%
    Tensid der vorstehenden Formel c (R: C9H12, k: 12) 2%
    25%ige wässrige Lösung des Tensides der Formel b-3 0,2%
    Natriumdehydroacetat 0,2%
    Ionenausgetauschtes Wasser Rest
    • (4) Die Cyantinte 1 wurde in der gleichen Weise wie in vorstehend (1) hergestellt, außer dass die folgende Zusammensetzung verwendet wurde und dass der pH-Wert mit Lithiumhydroxid auf 9,5 eingestellt wurde.
    Cyan-Dispersionsflüssigkeit 2 2%
    Verbindung der Formel (III) (X: Nitration) 2,2%
    Ethylenglycol 5%
    Glycerin 2%
    1,5-Pentandiol 8%
    2-Pyrrolidon 2%
    Polyoxyethylen-Blockcopolymer 1%
    Tensid der vorstehenden Formel a-1 0,8%
    25%ige wässrige Lösung des Tensides der Formel b-4 2%
    Harnstoff 5%
    Natriumbenzoat 0,2%
    Ionenausgetauschtes Wasser Rest
  • Beispiel 2
  • Tintensatz 2:
    • (1) Die schwarze Tinte 2 wurde hergestellt, indem der pH-Wert der nachstehend gezeigten Zusammensetzung mit Natriumhydroxid auf 7,8 eingestellt wurde.
  • Kohlenstoff-Dispersionsflüssigkeit 3 4,2%
    Echtschwarz 2 1,5%
    Triethylenglycol 5%
    Petriol 10%
    N-Methyl-2-pyrrolidon 5%
    Tensid der vorstehenden Formel a-5 2%
    25%ige wässrige Lösung des Tensides der Formel b-2 1,5%
    Hydroxyethylharnstoff 5%
    Natrium-2-pyridinthiol-1-oxid 0,2%
    Ionenausgetauschtes Wasser Rest
    • (2) Die Gelbtinte 2 wurde hergestellt, indem die folgende Zusammensetzung gemischt und aufgelöst und der pH-Wert mit Natriumhydroxid auf 8 eingestellt wurde.
    Direktgelb 132 1,5%
    Gelb-Dispersionsflüssigkeit 4 (als Feststoffkonzentration in der Tinte) 1,5%
    2-Pyrrolidon 8%
    Glycerin 7%
    Verbindung der Formel (II) (X: Nitration) 2%
    Tensid der vorstehenden Formel a-1 1,2%
    Tensid der vorstehenden Formel d (p, q = 20) 1,0%
    Tensid der vorstehenden Formel d (p, q = 10) 1,0%
    25%ige wässrige Lösung des Tensides der Formel a-6 2%
    Natriumalginat 0,1%
    Hydroxyethylharnstoff 5%
    Natriumdehydroacetat 0,2%
    Ionenausgetauschtes Wasser Rest
    • (3) Die Magentatinte 2 wurde hergestellt, indem die folgende Zusammensetzung gemischt und aufgelöst und der pH-Wert mit Lithiumhydroxid auf 6,8 eingestellt wurde.
    Magenta-Dispersionsflüssigkeit 4 2,8%
    AR 52 (Säurerot 52) 0,5%
    Verbindung der Formel (II) (X: Lactation) 1%
    N-Methyl-2-pyrrolidon 8%
    1,5-Pentandiol 8%
    Tensid der vorstehenden Formel a-5 2%
    Natriumbenzoat 0,5%
    Magnesiumnitrat (mehrwertiges Metallion) 0,5%
    Ionenausgetauschtes Wasser Rest
    • (4) Die Cyantinte 4 wurde hergestellt, indem die folgende Zusammensetzung gemischt und aufgelöst und der pH-Wert mit Natriumhydroxid auf 9,5 eingestellt wurde.
    Cyan-Dispersionsflüssigkeit 4 (als Feststoffkonzentration in der Tinte) 4,0%
    Organischer Farbstoff C3, vorstehend gezeigt 1,2%
    Verbindung der Formel (III) (X: Lactation) 1%
    Ethylenglycol 5%
    Glycerin 2%
    2-Ethyl-1,3-Hexandiol 2%
    2-Pyrrolidon 2%
    Polyoxyethylen-Blockcopolymer 1%
    Tensid der vorstehenden Formel a-1 0,8%
    25%ige wässrige Lösung des Tensides der Formel b-4 2%
    Harnstoff 5%
    Natriumbenzoat 0,2%
    Ionenausgetauschtes Wasser Rest
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Tintensatz 3 wurde in der gleichen Weise wie Tintensatz 1 von Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Verbindung der Formel (II) in der Gelbtinte 1 nicht verwendet wurde, dass die Verbindung der Formel (III) in der Magentatinte 1 nicht verwendet wurde und dass die Verbindung der Formel (III) in der Cyantinte 1 nicht verwendet wurde.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Tintensatz 4 wurde in der gleichen Weise wie Tintensatz 2 von Beispiel 2 hergestellt, außer dass die Verbindung der Formel (II) in der Gelbtinte 2 nicht verwendet wurde, dass die Verbindung der Formel (III) in der Magentatinte 2 nicht verwendet wurde und dass die Verbindung der Formel (III) in der Cyantinte 2 nicht verwendet wurde.
  • Jeder der Tintensätze der Beispiele 1 und 2 und der Vergleichsbeispiele 1 und 2 wurde den folgenden Prüfungen unterworfen.
  • (1) Bildklarheit
  • Drucken wurde unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers vom thermischen Tintenstrahl-Typ durchgeführt, welcher für jede Farbe 300 Düsen mit einem Düsendurchmesser von 18 μm und einem Abstand von 600 dpi (Düsen pro Zoll) hat; von einem Tintenstrahldrucker des Typs, welcher ein laminiertes PZT zum Aufbringen von Druck auf Kanäle von Flüssigkeitskammern verwendet und welcher für jede Farbe 300 Düsen mit einem Düsendurchmesser von 28 μm und einem Abstand von 200 dpi hat; und von einem Tintenstrahldrucker des Typs, welcher einen elektrostatischen Auslöser zum Aufbringen von Druck auf Kanäle von Flüssigkeitskammern verwendet und welcher für jede Farbe 300 Düsen hat. Dann wurde gemeinsam die Bildklarheit bestimmt, indem das Ausbluten an den Grenzen zwischen überlagerten Farben und die Verwaschungen, der Farbton und die Dichte der Bilder mit dem bloßen Auge bewertet wurden. Die Farbentwicklung bei Overhead-Projektion wurde ebenfalls bewertet. Kommerziell erhältliches Papier aus Altpapier, Papier feiner Qualität, Verbundpapier, Glanzfolie mit einer Absorptionsschicht aus einem wasserlöslichen Harz und eine Overheadfolie wurden als Druckmedien verwendet.
  • Die Bildklarheit wurde wie folgt benotet:
    5: Es wurde kein Ausbluten an Grenzen von zwei überlagerten Bildern beobachtet, und es wurden Bilder mit hoher Dichte und guter Farbwiedergabe erhalten, egal wie die Art des Papiers ist
    4: Gleich wie vorstehend 5, außer dass die Bilddichte ein wenig niedrig war
    3: Ausbluten an Farbgrenzen wurde nicht beobachtet, es wurde aber bei einigen Papieren Ungleichmäßigkeit in Sekundärfarben beobachtet
    2: Es wurde bei einigen Papieren Ausbluten an Farbgrenzen beobachtet
    1: Es wurde bei einigen Papieren Ausbluten an Farbgrenzen beobachtet, und die Bilder hatten eine niedrige Dichte und waren unklar.
  • (2) Wasserfestigkeit der Bilder:
  • Bildproben wurden bei 30°C 1 Minute lang in Wasser getaucht. Eine Änderung der Bilddichte vor und nach der Behandlung wurde mit einem X-Rite 938 gemessen. Die Wasserfestigkeit (Ausbleichverhältnis in %) wurde mit der folgenden Gleichung berechnet: Ausbleichverhältnis (%) = [1 – (Bilddichte nach Behandlung/Bilddichte vor Behandlung)] × 100
  • Die Wasserfestigkeit wurde wie folgt benotet:
    5: 10% bei allen Papiertypen
    4: 20%
    3: weniger als 30%
    2: 30% oder mehr
    1: 50% oder mehr
  • (3) Trocknungswirkung des Bildes:
  • Ein Filterpapier wurde unter vorbestimmten Bedingungen auf gedruckte Bilder gepresst, und die Zeit, bis die Tinte nicht länger auf das Filterpapier übertragen wurde, wurde gemessen. Die Trocknungswirkung wurde wie folgt benotet:
    A: Bei allen Papiertypen war die Tinte innerhalb von 10 Sekunden getrocknet.
    B: Bei allen Papiertypen war die Tinte innerhalb von 10 Sekunden nicht getrocknet.
  • (4) Aufbewahrbarkeit:
  • Jede Tinte wurde in einen Polyethylenbehälter verbracht und drei Monate lang bei –20°C, –5°C, 20°C und 70°C gelagert. Nach der Lagerung wurde nach einer Veränderung der Oberflächenspannung, der Viskosität und des Teilchendurchmesser und nach der Bildung von Niederschlägen gesucht. Tintensätze, die keine Veränderung in den Eigenschaften oder dergleichen unter irgendwelchen der vorstehenden Bedingungen zeigten, wurden mit Rang A benotet.
  • (5) Zuverlässigkeit nach Druckpause:
  • Unter Verwendung eines Druckers von einem Typ, welcher einen mit einem PZT mit 128 Düsen mit einem Düsendurchmesser von 30 μm betriebenen Kopf hatte, wurde die Fähigkeit untersucht, das Drucken nach Pausieren ohne Verdeckelung und Reinigungsvorgänge wieder aufzunehmen. Die Zuverlässigkeit wurde gemäß den folgenden Benotungen bewertet, indem die Ablenkung der Strahlrichtung und die Gewichtsveränderung der ausgestoßenen Tröpfchen beobachtet wurden:
    5: Es wurden keine Probleme spezifisch beobachtet
    4: Die Gewichtsveränderung der Tröpfchen war gering und die Ablenkung der Strahlrichtung lag innerhalb des tolerierbaren Bereiches
    3: Es wurde eine geringe Ablenkung der Strahlrichtung beobachtet
    2: Die Gewichtsveränderung der Tröpfchen war bedeutend, es wurde aber keine Verstopfung beobachtet
    1: Es wurde bedeutende Verstopfung beobachtet.
  • Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1
    Bildklarheit Wasserfestigkeit des Bildes Trocknungswirkung des Bildes Aufbewahrbarkeit Ausstoßungs-Zuverlässigkeit
    Beispiel 1 5 5 A A 5
    Beispiel 2 5 5 A A 4
    Vergl.-Bsp. 1 Nicht gut in 2RGB 4 A A 5
    Vergl.-Bsp. 2 Nicht gut in 3RGB 4 A A 4
  • Industrielle Anwendbarkeit:
  • Wie aus dem Vorstehenden hervorgehen dürfte, ist es möglich, einen Tintensatz zu erhalten, der in der Lage ist, hervorragende Wiedergabe von Sekundärfarben auf Normalpapier zu erhalten, sogar wenn das Farbbild bei hoher Geschwindigkeit erzeugt wird, wenn der Tintensatz für Tintenstrahl-Aufzeichnung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Tinte A enthaltend ein farbgebendes Material mit einer anionischen Gruppe und eine Tinte B enthaltend ein spezifisches quaternäres Ammoniumsalz verwendet.
  • Wenn der Tintensatz für Tintenstrahl-Aufzeichnung gemäß der vorliegenden Erfindung eine schwarze Tinte verwendet, die einen Ruß vom selbstdispergierenden Typ enthält, ist es möglich, einen Tintensatz zu erhalten, welcher in der Lage ist, Ausbluten an Grenzen zwischen schwarzen und farbigen Bildern auf Normalpapier zu unterdrücken.
  • Wenn der Tintensatz für Tintenstrahl-Aufzeichnung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Tinte A enthaltend ein farbgebendes Material mit einer anionischen Gruppe und eine Tinte B enthaltend ein spezifisches quaternäres Ammoniumsalz verwendet, ist es möglich, einen Tintensatz zu erhalten, welcher in der Lage ist, das Auftreten des Zusammenlaufens von Bildelementen und die Verringerung der Farbsättigung der sekundären Farbe zu unterdrücken, so dass die Farbwiedergabe wirksam auf Normalpapier durchgeführt werden kann.
  • Wenn der Tintensatz für Tintenstrahl-Aufzeichnung gemäß der vorliegenden Erfindung eine geeignete Kombination von farbgebenden Materialien verwendet, ist es möglich, einen Tintensatz zu erhalten, welcher dafür geeignet ist, Farbbilder auf Normalpapier zu erzeugen.
  • Wenn der Tintensatz für Tintenstrahl-Aufzeichnung gemäß der vorliegenden Erfindung ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel verwendet, welches die Viskosität der Tinte einstellen kann, welches Feuchtigkeitsbehalt sicherstellen kann und welches frei von der Erzeugung der Aggregation von farbgebendem Material ist, ist es möglich, einen Tintensatz zu erhalten, welcher in der Lage ist, Bilder auf Normalpapier sogar nach Lagerung über einen langen Zeitraum hinweg zu erzeugen.
  • Wenn der Tintensatz für Tintenstrahl-Aufzeichnung gemäß der vorliegenden Erfindung eine spezifische Art von einem Tensid verwendet, das zur Verbesserung der Benetzbarkeit von Papier fähig ist, ist es möglich, Bilder auf Normalpapier in zufriedenstellender Weise zu erzeugen.
  • Wenn der Tintensatz für Tintenstrahl-Aufzeichnung gemäß der vorliegenden Erfindung ein geeignetes hydrophiles Lösungsmittel verwendet, das in der Lage ist, die Benetzbarkeit der Tinte an Papier zu verbessern und eine Penetrationsneigung in das Papier hinein zu verleihen, ist es möglich, Bilder auf Normalpapier in einer noch zufriedenstellenderen Weise zu erzeugen.
  • Wenn der Tintensatz für Tintenstrahl-Aufzeichnung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Tinte mit einem spezifischen Bereich des pH-Wertes verwendet, ist es möglich, eine geeignete Anpassung an Teile zu erhalten, die in der Aufzeichnungsvorrichtung verwendet werden.
  • Da das Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung den vorstehenden Tintensatz verwendet, ist es möglich, bei dem Drucken mit hoher Geschwindigkeit Farbbilder hoher Qualität mit hervorragender Wiedergabe von sekundären Farben zu erzeugen.
  • Eine Tintenkartusche und eine Vorrichtung für Tintenstrahl-Aufzeichnung gemäß der vorliegenden Erfindung können Farbbilder mit hervorragender Wiedergabe von sekundären Farben erzeugen, sogar wenn die Farbbilder mit einer hohen Geschwindigkeit erzeugt werden, und die Tintenkartusche und die Vorrichtung enthalten einen Tintensatz, welcher keinen schlechten Einfluss auf die Tintenkartusche ausübt.

Claims (15)

  1. Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, wobei mindestens zwei wässrige Tinten A und B mit unterschiedlichen Farbtönen überlagert werden, um ein Farbbild zu erzeugen, wobei von den zwei wässrigen Tinten A und B eine Tinte A ein farbgebendes Material A mit einer anionischen Gruppe umfasst und die andere Tinte B ein farbgebendes Material B und ein quaternäres Ammoniumsalz umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das quaternäre Ammoniumsalz durch die folgende allgemeine Formel (II), (III) oder (IV) wiedergegeben wird:
    Figure 00550001
    wobei X ein Gegenion darstellt,
    Figure 00550002
    wobei X ein Gegenion darstellt,
    Figure 00550003
    wobei X ein Gegenion darstellt, wobei das Gegenion ein Nitration oder ein Lactation ist.
  2. Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Tinte A eine schwarze Tinte ist, enthaltend ein Aniongruppe-haltigen Kohlenstoff umfassendes Pigment vom selbstdispergierenden Typ.
  3. Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Tinte A eine Farbtinte ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Gelbtinte, einer Cyantinte und einer Magentatinte, und das in der Tinte A enthaltene farbgebende Material A ein Pigment vom selbstdispergierenden Typ mit einer anionischen Gruppe ist.
  4. Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Tinte B enthaltene farbgebende Material B ein wasserunlösliches farbgebendes Material ist und dass die Tinte B ein Polymer-Dispergiermittel umfasst.
  5. Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Tinte B enthaltene farbgebende Material B ein wasserunlösliches farbgebendes Material ist und dass die Tinte B ein Tensid-Dispergiermittel umfasst.
  6. Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das farbgebende Material B ein Farbstoff mit einer Carbonsäuregruppe und/oder einer Sulfonsäuregruppe ist.
  7. Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das farbgebende Material B mit einem Farbstoff oder einem Pigment gefärbte feine Teilchen umfasst.
  8. Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tinte A und/oder B mindestens ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glycerin, Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Propylenglycol, Dipropylenglycol, Tripropylenglycol, 1,3-Butandiol, 2,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, Tetraethylenglycol, 1,6-Hexandiol, 2-Methyl-2,4-pentandiol, Polyethylenglycol, 1,2,4-Butantiol, 1,2,6-Hexantriol, Thiodiglycol, 2-Pyrrolidon, N-Methyl-2-pyrrolidon, N-Hydroxyethyl-2-pyrrolidon und 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon.
  9. Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tinte A und/oder B mindestens ein Tensid umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Acetylenglycol-Tensiden, Polyoxyethylenalkylether-Tensiden, Polyoxyethylenalkylphenylether-Tensiden und Fluor-haltigen Tensiden.
  10. Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tinte A und/oder B ein Acetylenglycol-Tensid mit 6 oder mehr Kohlenstoffatomen in der Hauptkette davon und einen Polyoxyethylenphenylether mit einem Polyoxyethylenrest mit einem Polymerisationsgrad von 5 bis 12 umfasst.
  11. Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Tinte A und/oder B einen pH-Wert von 6 bis 11 aufweist.
  12. Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, wobei ein Tintensatz umfassend mindestens zwei wässrige Tinten A und B mit unterschiedlichen Farbtönen verwendet wird, um ein Farbbild zu erzeugen und wobei die mindestens zwei wässrigen Tinten A und B auf einem Aufzeichnungsmedium überlagert werden, um ein Bild darauf zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete Tintensatz ein Tintensatz gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11 ist.
  13. Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufzeichnungsmedium einen Stockigt-Leimungsgrad von 3 oder mehr Sekunden hat.
  14. Tintenkartusche für die Tintenstrahl-Aufzeichnung, umfassend Tintenbehälter enthaltend einen Tintensatz, dadurch gekennzeichnet, dass der Tintensatz ein Tintensatz gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11 ist.
  15. Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung, umfassend Tintenbehälter oder eine Tintenkartusche enthaltend einen Tintensatz, dadurch gekennzeichnet, dass der Tintensatz ein Tintensatz gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10 ist.
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