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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Tintenstrahltinten,
Systeme und Verfahren zum Verbessern der Wasserechtheit gedruckter
Bilder.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Thermotintenstrahldrucker
liefern ein effektives Mittel, Tintenstrahltinten auf verschiedene
Medien, einschließlich
Papier, aufzubringen. Diese Drucker können dies bewerkstelligen,
indem sie Widerstandsheizelemente verwenden, um die Tinte zum Sieden
zu bringen, und indem sie die Tinte durch eine darüber liegende Öffnungsplatte
ausstoßen.
Derartige Drucker, für
die die Drucker DeskJetWz und DesignJetWz von Hewlett-Packard typisch sind, sind
aus mehreren Gründen
für eine
Verwendung wünschenswert.
Beispielsweise weisen Thermotintenstrahldrucker einen relativ hohen
Durchsatz auf und sind dabei relativ kostengünstig im Betrieb. Zusätzlich sind
diese Drucker relativ einfach im Gebrauch, und die Tinte wird problemlos
ersetzt.
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Es
gibt mehrere Gründe,
warum das Tintenstrahldrucken eine beliebte Art und Weise ist, Bilder
auf verschiedene Medienoberflächen,
vor allem Papier, aufzuzeichnen. Manche dieser Gründe umfassen
ein geringes Druckergeräusch,
die Fähigkeit
einer Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit und eine vielfarbige
Aufzeichnung. Außerdem
können
diese Vorteile bei relativ geringen Kosten für Verbraucher erhalten werden.
Obwohl jedoch beim Tintenstrahldrucken große Verbesserungen vorgenommen
wurden, werden diese Verbesserungen von gestiegenen Verbraucheranforderungen
wie z. B. höheren
Geschwindigkeiten, einer höheren
Auflösung,
einer Vollfarbenbilderzeugung, einer erhöhten Stabilität, neuen
Anwendungen usw. begleitet. Beim Entwickeln neuer Tintenstrahltinten
gilt es mehrere traditionelle Charakteristika zu berücksichtigen,
wenn die Tinte in Verbindung mit einer Druckoberfläche oder
einem Substrat ausgewertet wird. Derartige Charakteristika umfassen
die Kantenschärfe
und optische Dichte des Bildes auf der Oberfläche, die Trocknungszeit der
Tinte auf dem Substrat, die Adhäsion
an dem Substrat, mangelnde Abweichung von Tintentröpfchen,
Vorhandensein aller Punkte, Beständigkeit
der Tinte gegenüber
Wasser und anderen Lösungsmitteln
nach dem Trocknen, langfristige Aufbewahrungsstabilität sowie
langfristige Zuverlässigkeit
ohne Korrosion oder ein Verstopfen von Düsen. Obwohl die obige Liste
von Charakteristika ein lohnenswertes Ziel liefert, sind Schwierigkeiten
damit verbunden, alle obigen Charakteristika zu erfüllen. Oft
verhindert die Integration einer Tintenkomponente, um eine der obigen
Charakteristika zu erfüllen,
dass eine andere Charakteristik erfüllt wird. Somit stellen die
meisten handelsüblichen
Tinten zur Verwendung bei Tintenstrahldruckern einen Kompromiss
bezüglich
eines Versuchs dar, zumindest ein ausreichendes Verhalten bezüglich der
Erfüllung
aller oben aufgelisteten Anforderungen zu erzielen.
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Farbstoffbasierte
Tintenstrahltinten sind auf dem Gebiet der Tintenstrahltinten bisher
eine dominante Technologie. Da jedoch viele Farbstoffe wasserlöslich sind,
sind Bilder, die unter Verwendung vieler derartiger farbstoffbasierter
Tintenstrahltinten gedruckt werden, nicht so wasserecht, wie es
wünschenswert
sein mag. Im Stand der Technik stellte sich heraus, dass die Wasserechtheit
einer auf ein Medium gedruckten, auf einem anionischen Farbstoff
basierten Tintenstrahltinte dadurch verbessert wird, dass über oder
unter das gedruckte Bild ein kationisches Polymer, beispielsweise
von einem separaten Stift, gedruckt wird. Wenn das kationische Polymer
und der anionische Farbstoff auf einem Substrat miteinander in Kontakt
gelangen, erzeugt eine Reaktion zwischen dem Farbstoff und dem Polymer
ein Bild mit verbesserter Wasserechtheit. Jedoch besteht trotz dieser Verbesserung
auf diesem Gebiet immer noch ein Erfordernis, zusätzliche
Tintenstrahltinten, Systeme und Verfahren zum Verbessern der Wasserechtheit
von Tintenstrahltintenbildern zu liefern.
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Die
EP1099731 ist beispielhaft
für die
Technik. Dieses Dokument offenbart ein Bilderzeugungsverfahren,
das einen Schritt eines Zur-Reaktion-Bringens einer Tinte, die ein
Färbematerial
enthält,
mit einer Flüssigzusammensetzung,
die mit dem Färbungsmaterial
reaktive feine Partikel enthält,
auf einem Aufzeichnungsmedium umfasst, wobei die Reaktion zwischen
dem Färbungsmaterial
und den feinen Partikeln in einer Flüssigkeit erfolgt, das Färbungsmaterial
auf den Oberflächen
der feinen Partikel adsorbiert wird, während der monomolekulare Zustand
wie in der Tinte beibehalten wird, und wobei sich die feinen Partikel
und das Färbungsmaterial
auf der Oberfläche
zu einem Aggregat vereinigen. Dieses Verfahren kann Bilder einer
hohen optischen Dichte und einer hohen Farbsättigung liefern, wobei weniger
weiße
Streifen in dem Bild auftreten.
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Die
EP0926212 ist ein weiteres
Beispiel für
die Technik. Dieses Dokument offenbart, dass beim Tintenstrahldrucken
mit dem Zweck, ohne ein Mittel wie z. B. eine Heizvorrichtung usw.
die Fixierung zu verbessern, sogar im Fall einer Verwendung einer
Tinte mit einer niedrigen Eindringgeschwindigkeit schwarze Tinte, die
aus einem Kopf abgegeben wird, so gemacht wird, dass sie eine relativ
geringe Eindringkraft hat, während eine
Verarbeitungslösung,
die aus dem anderen Kopf abgegeben wird und den Farbstoff der obigen
schwarzen Tinte unlöslich
machen, dazu gebracht wird, dass sie eine relativ hohe Eindringkraft
aufweist. Wenn Schriftzeichen usw. auf ein Aufzeichnungspapier gedruckt
werden, vereinigen sich die schwarze Tinte und die Verarbeitungslösung somit
auf dem Aufzeichnungspapier, und die Eindringfähigkeit der gemischten Lösung erreicht
ein gegebenes oder höheres
Niveau, und dies ermöglicht,
das Eindringen und die Fixierung zu beschleunigen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Nun
hat man entdeckt, dass die Verwendung dreier Schlüsselkomponenten
das Mittel zum Verbessern der Wasserechtheit gedruckter Bilder liefern
kann. Im Wesentlichen können
durch ein Drucken von Bildern unter Verwendung eines anionischen
Farbstoffes, einer Polyaminverbindung und eines säurehaltigen
Fixierers Bilder erhalten werden, die eine gewünschte Wasserechtheit aufweisen.
Insbesondere können
der anionische Farbstoff und die Polyaminverbindung bei einem Ausführungsbeispiel
Teil einer einzigen Tintenstrahltintenformulierung sein, da Tintenstrahltinten,
die diese beiden Komponenten aufweisen, bei relativ hohen pH-Werten stabil
bleiben können
und eine akzeptable Viskosität
aufweisen können.
Beispielsweise können
bei manchen Ausführungsbeispielen
ein pH-Wert von etwa 9 bis 11 und eine Viskosität von etwa 1 bis 5 cp bei akzeptabler Stabilität erzielt
werden. Somit kann eine Erster-Stift-Formulierung einen anionischen
Farbstoff, eine Polyaminverbindung und ein Tintenträgermittel
umfassen. Als Teil einer Zweiter-Stift-Formulierung kann eine säurehaltige
Fixiererzusammensetzung ein Tintenträgermittel und eine Säure umfassen.
Wenn die Zusammensetzung des ersten Stiftes und die Zusammensetzung
des zweiten Stiftes beide derart auf ein Substrat gedruckt werden,
dass die Erster-Stift-Zusammensetzung mit der die Zweiter-Stift-Zusammensetzung
in Kontakt kommt, kann somit eine Protonierung des Polyamins erfolgen,
was zu einer Tintenausfällung
oder -fixierung führt.
Dieses System führt
zu verbesserter Wasserechtheit.
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Bei
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zum
Drucken von Bildern mit verbesserter Wasserechtheit offenbart. Das
System kann einen ersten Stift, der eine Tintenzusammensetzung enthält, und
einen zweiten Stift, der eine säurehaltige
Fixiererzusammensetzung enthält,
umfassen. Die Tintenzusammensetzung umfasst vorzugsweise effektive
Mengen eines anionischen Farbstoffs, eines Polyamins und eines Tintenträgermittels.
Die säurehaltige
Fixie rerzusammensetzung umfasst eine effektive Menge einer Säure und
eines Tintenträgermittels.
Bei diesem System sind der erste Stift und der zweite Stift dahin
gehend konfiguriert, die Tintenzusammensetzung bzw. die säurehaltige
Fixiererzusammensetzung derart auf ein Substrat zu drucken, dass
die Tintenzusammensetzung und die säurehaltige Fixiererzusammensetzung
auf dem Substrat in Kontakt stehen. Die Säure der säurehaltigen Fixiererzusammensetzung
fungiert dahin gehend, das Polyamin der Tintenzusammensetzung auf
dem Substrat zu protonieren. Bei einem Ausführungsbeispiel können die
Säurekonzentration
und das Volumen der säurehaltigen
Fixiererzusammensetzung, die verwendet wird, ausreichend sein, um
die Polyaminmoleküle
auf dem Substrat bevorzugt zu protonieren, und nicht die anionischen
Farbstoffmoleküle
zu protonieren.
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Bei
einem alternativen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Drucken eines wasserechten Bildes unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers
offenbart. Dieses Verfahren umfasst die Schritte des Aufspritzens
einer Tintenzusammensetzung auf ein Substrat, wobei die Tintenzusammensetzung
effektive Mengen eines Tintenträgermittels,
eines anionischen Farbstoffes und eines Polyamins umfasst; und des Aufspritzens
einer säurehaltigen
Fixiererzusammensetzung auf das Substrat, wobei die säurehaltige
Fixiererzusammensetzung eine effektive Menge einer Säure und
eines Tintenträgermittels
umfasst. Somit kann die säurehaltige
Fixiererzusammensetzung die Tintenzusammensetzung auf dem Substrat
berühren,
wobei das Bild mit verbesserter Wasserechtheit geliefert wird.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Für die Zwecke,
ein Verständnis
der Prinzipien der Erfindung zu fördern, wird nun auf die exemplarischen
Ausführungsbeispiele
verwiesen, und zum Beschreiben derselben wird eine spezifische Sprache
verwendet. Es versteht sich trotzdem, dass dadurch keine Einschränkung des
Schutzumfangs der Erfindung beabsichtigt ist. Jegliche Änderungen
und weitere Modifikationen der hierin veranschaulichten erfindungsgemäßen Merkmale
sowie jegliche zusätzliche
Anwendungen der Prinzipien der Erfindung, wie sie hierin veranschaulicht
sind, die Fachleuten, die im Besitz der vorliegenden Offenbarung
sind, einleuchten würden,
sollen als in dem Schutzumfang der Erfindung enthalten angesehen
werden.
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Die
Singularformen „ein", „eine" und „der", „die" und „das" umfassen Pluralbezugnahmen,
es sei denn, der Kontext gibt deutlich etwas anderes vor. Somit
umfasst eine Bezugnahme auf „eine
Tinte" beispielsweise eine
Bezugnahme auf eine oder mehrere derartiger Tinten.
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Gemäß der Verwendung
in dem vorliegenden Dokument bezieht sich „effektive Menge" auf die Mindestmenge
einer Substanz oder eines Mittels, die zum Erzielen eines gewünschten
Effekts ausreichend ist. Beispielsweise ist eine effektive Menge
eines „Tintenträgermittels" die Mindestmenge,
die erforderlich ist, um eine Tintenzusammensetzung oder eine säurehaltige
Fixiererzusammensetzung zu erzeugen und gleichzeitig Eigenschaften,
die zum effektiven Tintenaufspritzen notwendig sind, aufrechtzuerhalten.
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Gemäß der Verwendung
in dem vorliegenden Dokument bezieht sich „Tintenträgermittel" auf das Trägermittel, in das die anionischen
Farbstoffe, Polyamine und/oder Säuren
platziert werden, um eine Tinte zu bilden. Tintenträgermittel
sind in der Technik hinreichend bekannt, und bei den Systemen, Verfahren
und bei der Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung können eine
große
Vielzahl an Tintenträgermitteln verwendet
werden. Derartige Tintenträgermittel
können
ein Gemisch einer Vielzahl verschiedener Mittel umfassen, einschließlich, jedoch
nicht beschränkt
auf, Tenside, Lösungsmittel,
Hilfslösungsmittel,
Puffer, Biozide, Mittel zur Modifizierung der Viskosität, oberflächenaktive
Mittel und Wasser.
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Eine „Tintenzusammensetzung" umfasst ein Tintenträgermittel,
einen anionischen Farbstoff und ein Polyamin. Eine derartige Zusammensetzung
ist bei einem relativ hohen pH-Wert
stabil. Beispielsweise können bei
manchen Ausführungsbeispielen
ein pH-Wert von etwa 9 bis 12 und eine Viskosität von etwa 1 bis 5 cp erzielt
werden. Das Polyamin ist vorwiegend zur Protonierung da, um die
Wasserechtheit eines resultierenden Bildes zu verbessern. Der anionische
Farbstoff ist vorwiegend da, um dem resultierenden Bild Farbe zu
verleihen.
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Eine „säurehaltige
Fixiererzusammensetzung" umfasst
ein Tintenträgermittel
und eine Säure.
Die Säure
fungiert dahin gehend, ein Polyamin der Tintenzusammensetzung zu
protonieren, wodurch eine verbesserte Wasserechtheit eines resultierenden
Bildes geliefert wird. Als säurehaltige
Fixiererzusammensetzung kann jegliche funktionelle Säure verwendet
werden, obwohl Säuren
wie z. B. Bernsteinsäure,
Glykolsäure und/oder
Zitronensäure
bevorzugt sind.
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Angesichts
dieser Definitionen werden hierin ein mit wasserechter Tintenstrahltinte
erzeugtes Bild sowie Systeme und Verfahren zum Drucken von Bildern
mit erhöhter
Wasserechtheit offenbart. Im Einzelnen wird ein System zum Drucken
von Bildern mit verbesserter Wasserechtheit offenbart, das einen
ersten Stift, der eine Tintenzusammensetzung enthält, wobei
die Tintenzusammensetzung effektive Mengen eines anionischen Farbstoffes,
eines Polyamins und eines Tintenträgermittels umfasst; einen zweiten
Stift, der eine säurehaltige
Fixiererzusammensetzung enthält,
wobei die säurehaltige
Fixiererzusammensetzung eine effektive Menge einer Säure und
eines Tintenträgermittels
umfasst, aufweist, und wobei der erste Stift und der zweite Stift
dahin gehend konfiguriert sind, die Tintenzusammensetzung beziehungsweise
die säurehaltige
Fixiererzusammensetzung derart auf ein Substrat zu drucken, dass
die Tintenzusammensetzung und die säurehaltige Fixiererzusammensetzung
auf dem Sub strat in Kontakt stehen. Vorzugsweise erfolgt der Kontakt,
während
die säurehaltige
Fixiererzusammensetzung über
die Tintenzusammensetzung gedruckt wird, oder umgekehrt, d. h. unter
die Tintenzusammensetzung gedruckt wird.
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Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Drucken eines
wasserechten Bildes unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers
offenbart, das folgende Schritte umfasst: Spritzen einer Tintenzusammensetzung
auf ein Substrat, wobei die Tintenzusammensetzung effektive Mengen
eines Tintenträgermittels,
eines anionischen Farbstoffes und eines Polyamins umfasst; und Spritzen einer
säurehaltigen
Fixiererzusammensetzung auf das Substrat, wobei die säurehaltige
Fixiererzusammensetzung eine effektive Länge einer Säure und eines Tintenträgermittels
umfasst, und wobei die säurehaltige
Fixiererzusammensetzung die Tintenzusammensetzung auf dem Substrat
berührt
und eine Mehrzahl der Polyamine auf dem Substrat protoniert, während sie
ein Protonieren des anionischen Farbstoffs im Wesentlichen vermeidet.
Wiederum erfolgt der Kontakt vorzugsweise, während die säurehaltige Fixiererzusammensetzung über die
Tintenzusammensetzung gedruckt wird, oder umgekehrt.
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Bei
jedem der oben offenbarten Ausführungsbeispiele
ist es bevorzugt, allerdings nicht erforderlich, dass eine Mehrzahl
der Polyaminmoleküle
der Tintenzusammensetzung protoniert wird. Der Grund dafür, dass die
Säure der
säurehaltigen
Fixiererzusammensetzung dazu tendiert, das Polyamin vor der anionischen
Farbstoffzusammensetzung zu protonieren, hat mit dem pKa der Polyaminzusammensetzung
gegenüber
dem anionischen Farbstoff zu tun. Wenn das Polyamin beispielsweise
einen pKa von etwa 9 aufweist und der anionische Farbstoff auf Grund
des Vorliegens von sulfonischen Seitenkettengruppen anionisch ist
(viel geringerer pKa), dann tendieren im Wesentlichen alle Polyamine
dazu, protoniert zu werden, abgesehen von dem anionischen Farbstoff.
Falls überschüssige Säure verwendet
wird, so wird der anionische Farbstoff beginnen, protoniert zu werden.
Obwohl die Erfindung eine Protonierung von anionischem Farbstoff
ermöglicht,
ist bevorzugt, dass der anionische Farbstoff nicht protoniert wird,
da ein derartiges Vorkommnis allgemein die Zugabe einer großen Menge
an Säure
erfordern würde.
Obwohl es bevorzugt ist, dass ein beträchtlicher Teil der Polyaminmoleküle durch
die Säure
protoniert wird, ist dies jedoch nicht erforderlich. Wenn eine geringere
Zahl der Polyaminmoleküle
protoniert wird, wird trotzdem eine erhöhte Wasserechtheit beobachtet.
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Unter
Bezugnahme auf die anionischen Farbstoffe, die bei der vorliegenden
Erfindung verwendet werden können,
ist der anionische Farbstoff vorzugsweise ein Chromaphor, der eine
anionische Seitenkettengruppe aufweist. Obwohl jegliche effektive
Menge an Farbstoff verwendet werden kann, kann der anionische Farbstoff
vorzugsweise zu von 0,1 bis 10 Gew.-% in der Tintenzusammensetzung
vorliegen. Beispiele geeigneter anionischer Farbstoffe umfassen
eine große
Anzahl von wasserlöslichen
Säure-
und Direktfarbstoffen. Spezifische Beispiele von anionischen Farbstoffen
umfassen Direct Yellow 86, Acid Red 249, Direct Blue 199, Direct Black
168 und Direct Yellow 132; Aminyl Brilliant Red F-B (Sumitomo Chemical
Co.); die Duasyn-Linie „salzfreier" Farbstoffe, die
von Hoechst erhältlich
sind, Direct Black 168, Reactive Black 31, Direct Yellow 157, Reactive
Yellow 37, Acid Yellow 23, Reactive Red 180, Acid Red 52, Direct
Blue 199 und Acid Blue 9; Gemische derselben; und dergleichen. Weitere
Beispiele umfassen Tricon Acid Red 52, Tricon Direct Red 227 und
Tricon Acid Yellow 17 (Tricon Colors Incorporated), Bernacid Red
2BMN, Pontamine Brilliant Bond Blue A, BASF X-34, Food Black 2, Catodirect Turquoise
FBL Supra Conc. (Carolina Color and Chemical), Direct Blue 86, Intrabond
Liquid Turquoise GLL (Crompton and Knowles), Reactive Red 4, Reactive
Red 56, Levafix Brilliant Red E-4B (Mobay Chemical), Levafix Brilliant
Red E-6BA (Mobay Chemical), Acid Red 92, Direct Brill Pink B Ground
Crude (Crompton & Knowles),
Cartasol Yellow GTE Presscake (Sandoz, Inc.), Tartrazine Extra Conc. (FD&C Yellow Nr. 5,
Acid Yellow 23, Sandoz, Inc.), Direct Yellow 86, Cartasol Yellow
GTE Liquid Special 110 (Sandoz, Inc.), D&C Yellow Nr. 10 (Yellow 3, Tricon),
Yellow Shade 16948 (Tricon), Basacid Black X34 (BASF), Carta Black
2GT (Sandoz, Inc.), Neozapon Red 492 (BASF), Orasol Red G (Ciba-Geigy),
Direct Brilliant Pink B (Crompton-Knolls), Aizen Spilon Red C-BH
(Hodagaya Chemical Company), Kayanol Red 3BL (Nippon Kayaku Company),
Levanol Brilliant Red 3BW (Mobay Chemical Company), Levaderm Lemon
Yellow (Mobay Chemical Company), Aizen Spilon Yellow C-GNH (Hodagaya
Chemical Company), Spirit Fast Yellow 3G, Sirius Supra Yellow GD
167, Cartasol Brilliant Yellow 4GF (Sandoz), Pergasol Yellow CGP
(Ciba-Geigy), Orasol Black RL (Ciba-Geigy), Orasol Black RLP (Ciba-Geigy),
Savinyl Black RLS (Sandoz), Dermacarbon 2GT (Sandoz), Pyrazol Black
BG (ICI Americas), Morfast Black Conc A (Morton-Thiokol), Diazol
Black RN Quad (ICI Americas), Orasol Blue GN (Ciba-Geigy), Savinyl Blue
GLS (Sandoz, Inc.), Luxol Blue MBSN (Morton-Thiokol), Sevron Blue
SGMF (ICI Americas) und Basacid Blue 750 (BASF); Levafix Brilliant
Yellow E-GA, Levafix Yellow E2RA, Levafix Black EB, Levafix Black
E-2G, Levafix Black P-36A, Levafix Black PN-L, Levafix Brilliant Red
E6BA und Levafix Brilliant Blue EFFA, alle erhältlich von Bayer; Procion Turquoise
PA, Procion Turquoise HA, Procion Turquoise Ho5G, Procion Turquoise
H-7G, Procion Red MX-5B, Procion Red H8B (Reactive Red 31), Procion
Red MX 8B GNS, Procion Red G, Procion Yellow MX-8G, Procion Black
H-EXL, Procion Black P-N,
Procion Blue MX-R, Procion Blue MX-4GD, Procion Blue MX-G und Procion Blue
MX-2GN, alle erhältlich von
ICI Americas; Cibacron Red F-B, Cibacron Black BG, Lanasol Black
B, Lanasol Red 5B, Lanasol Red B und Lanasol Yellow 46, alle erhältlich von
Ciba-Geigy; Baslien Black P-BR, Baslien Yellow EG, Baslien Brilliant Yellow
P-3GN, Baslien Yellow M-6GD, Baslien Brilliant Red P-3B, Baslien Scarlet
E-2G, Baslien Red E-B, Baslien Red E-7B, Baslien Red M-5B, Baslien Blue E-R,
Baslien Brilliant Blue P-3R, Baslien Black P-BR, Baslien Turquoise
Blue P-GR, Baslien Turquoise M-2G, Baslien Turquoise E-G und Baslien Green
E-6B, alle erhältlich von
BASF; Sumifix Turquoise Blue G, Sumifix Turquoise Blue H-GF, Sumifix
Black B, Sumifix Black H-BG, Sumifix Yellow 2GC, Sumifix Supra Scarlet
2GF und Sumifix Brilliant Red 5BF, alle erhältlich von Sumitomo Chemical
Company; Intracron Yellow C-8G, Intracron Red C-8B, Intracron Turquoise
Blue GE, Intracron Turquoise HA und Intracron Black RL, alle erhältlich von
Crompton and Knowles, Dyes and Chemicals Division; Gemische derselben
und dergleichen. Beispiele von bevorzugten Farbstoffen können Pro-Jet
485 (ein Kupferphthalocyanin), Magenta 377 oder Direct Yellow 132
umfassen. Diese Liste soll lediglich beispielhaft sein und sollte nicht
als einschränkend
angesehen werden.
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Bezüglich der
Polyaminmoleküle
kann jegliches Polyamin verwendet werden, das, wenn es protoniert wird,
dahin gehend fungiert, die Wasserechtheit einer Tintenzusammensetzung
zu verbessern. Wiederum ist eine Menge von etwa 0,1 bis 10 Gew.-%
bevorzugt, obwohl jegliche funktionelle Menge in der Tintenzusammensetzung
vorliegen kann (falls sie in der Tintenzusammensetzung enthalten
ist). Ferner können
die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendeten Polyamine
eine relative Molekülmasse
von etwa 200 bis 200.000 aufweisen, obwohl jegliche funktionelle
relative Molekülmasse
verwendet werden kann. Beispiele von bevorzugten Polyaminen können diejenigen
umfassen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Polyethylenimin,
Polyvinylpyridin, Polyvinylamin, Polyallylamin und Kombinationen
derselben besteht.
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Unter
Bezugnahme auf effektive Säuren,
die bei der säurehaltigen
Fixiererzusammensetzung verwendet werden können, kann jegliche Säure verwendet
werden, die dahin gehend funktionell ist, ein Polyamin der Tintenzusammensetzung
zu protonieren. Da jedoch das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung in Verbindung mit Tintenstrahltintenstiften verwendet
werden soll, wären
bestimmte Säuren
zur Verwendung weniger wünschenswert,
auch wenn sie funkti onell sind. Obwohl beispielsweise Salzsäure dahin
gehend funktionell ist, ein Polyamin zu protonieren, würde sie
einen Tintenstrahlstift mit der Zeit wahrscheinlich eher schädigen und
Charakteristika liefern, die nicht so zuverlässig sind wie beispielsweise
Bernsteinsäure. Jedoch
ist auch eine derartige Säure
in dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung enthalten. Angesichts der
Stiftzuverlässigkeit
können
bevorzugte Säuren
Säuren
wie z. B. Bernsteinsäure,
Glykolsäure,
Zitronensäure
und Kombinationen derselben umfassen. Anorganische Säuren wie
z. B. Salpetersäure,
Salzsäure,
Phosphorsäure
und Schwefelsäure
sowie Kombinationen derselben können
verwendet werden. Außerdem
können andere
organische Säuren
wie z. B. Polyacrylsäure,
Essigsäure,
Malonsäure, Äpfelsäure, Maleinsäure, Ascorbinsäure, Glutarsäure, Fumarsäure, Weinsäure, Milchsäure und
Kombinationen derselben verwendet werden. Vorzugsweise kann die
Säure oder
die Kombination von Säuren
zu von 1 bis 10 Gew.% in der säurehaltigen Fixiererzusammensetzung
vorliegen.
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Die
Systeme, Verfahren und Tintenstrahltintenformulierungen können auf
jegliches gewünschtes
Substrat gedruckt werden. Beispielsweise besteht die praktischste
Anwendung darin, die hierin offenbarten Bilder auf Papier zu drucken.
Jedoch können
auch Kunststoffe als Substrat fungieren, wie dies beispielsweise
bei transparenten Overhead-Kunststofffolien der Fall ist.
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Es
ist zu beachten, dass die Verwendung des Polyamins und des anionischen
Farbstoffs in einer einzigen Tintenzusammensetzung sowie die Verwendung
einer Säure
in einer separaten säurehaltigen
Fixiererzusammensetzung lediglich anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
präsentiert
wird. Fachleuten wird einleuchten, dass diese drei Komponenten auf
andere Weise kombiniert werden könnten,
um ein ähnliches
Ergebnis zu erzielen. Beispielsweise könnte man tatsächlich drei
getrennte Stifte verwenden, wenn der anionische Farbstoff, das Polyamin
und die Säure
getrennt auf dem Substrat vorliegen. Andere, ähnliche Modifikationen würden Fachleuten
einleuchten.
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BEISPIELE
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Die
folgenden Beispiele veranschaulichen die derzeit bekanntesten bevorzugten
Ausführungsbeispiele
der Erfindung. Jedoch können
andere Ausführungsbeispiele
praktiziert werden, die ebenfalls in den Schutzumfang der vorliegenden
Erfindung fallen.
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Drei
verschiedene Tintenzusammensetzungen (Beispiele 1–3) und
eine säurehaltige
Fixiererzusammensetzung (Beispiel 4) wurden gemäß den Prinzipien der vorliegenden
Erfindung hergestellt und getestet. Die Zusammensetzungen und Testergebnisse
werden nachfolgend beschrieben.
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Beispiel 1 – Cyan-Tintenstrahltintenzusammensetzung
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Eine
Cyan-Tintenstrahltintenzusammensetzung wurde hergestellt, indem
die folgenden Inhaltsstoffe beigemischt wurden, von denen jeder
nach Gewichtsprozent gemessen wurde:
| 3,49% | Anionischer
Kupferphthalocyanin-Farbstoff |
| 3,0% | LUPASOL
FG (ein Polyethylenimin bzw. PEI) |
| 11,8% | 2-Pyrrolidinon |
| 5,9% | 1,5-Pentandiol |
| 3,3% | Tetraethylenglykol |
| 2,0% | TERGITOL
15-S-5 (ein ethoxylierter Alkohol) |
| 70,51% | entionisiertes
Wasser |
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Beispiel 2 – Magenta-Tintenstrahltintenzusammensetzung
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Eine
Magenta-Tintenstrahltintenzusammensetzung wurde hergestellt, indem
die folgenden Inhaltsstoffe beigemischt wurden, von denen jeder
nach Gewichtsprozent gemessen wurde:
| 2,99% | Magenta
377 |
| 3,0% | LUPASOL
FG (ein Polyethylenimin bzw. PEI) |
| 11,8% | 2-Pyrrolidinon |
| 5,9% | 1,5-Pentandiol |
| 3,3% | Tetraethylenglykol |
| 2,0% | TERGITOL
15-S-5 (ein ethoxylierter Alkohol) |
| 71,01% | entionisiertes
Wasser |
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Beispiel 3 – Gelb-Tintenstrahltintenzusammensetzung
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Eine
Gelb-Tintenstrahltintenzusammensetzung wurde hergestellt, indem
die folgenden Inhaltsstoffe beigemischt wurden, von denen jeder
nach Gewichtsprozent gemessen wurde:
| 3,42% | Direct
Yellow 132 |
| 3,0% | LUPASOL
FG (ein Polyethylenimin bzw. PEI) |
| 11,8% | 2-Pyrrolidinon |
| 5,9% | 1,5-Pentandiol |
| 3,3% | Tetraethylenglykol |
| 2,0% | TERGITOL
15-S-5 (ein ethoxylierter Alkohol) |
| 70,58% | entionisiertes
Wasser |
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Alle
obigen Tintenstrahltinten (Beispiele 1–3) waren bei einem pH-Wert
von etwa 11 stabil und wiesen Viskositätswerte von etwa 3 bis 5 cp
auf.
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Beispiel 4 – Säurehaltige Tintenzusammensetzung
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Eine
säurehaltige
Fixiererzusammensetzung wurde hergestellt, indem die folgenden Inhaltsstoffe
beigemischt wurden, die nach Gewichtsprozent bemessen wurden:
| 4,5% | Bernsteinsäure |
| 11,8% | 2-Pyrrolidinon |
| 5,9% | 1,5-Pentandiol |
| 3,3% | Tetraethylenglykol |
| 2,0% | TERGITOL
15-S-5 (ein ethoxylierter Alkohol) |
| 72,5% | entionisiertes
Wasser |
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Die
säurehaltige
Fixiererzusammensetzung dieses Beispiels wies einen pH-Wert von
etwa 2,6 und einen Viskositätswert
von etwa 2,7 cp auf.
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Beispiel 5 – Wassertropftransfer
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Die
Wasserechtheit von Balkenbildern für jede der Tintenzusammensetzungen
der Beispiele 1–3
wurde im Vergleich zu den Tintenzusammensetzungen der Beispiele
1–3 getestet,
bei denen die säurehaltige
Fixiererzusammensetzung des Beispiels 4 darunter oder darüber gedruckt
war. Unter Verwendung eines HP2000C-Druckers wurden HP4800A-Stifte
dazu verwendet, die säurehaltige
Fixiererzusammensetzung aufzuspritzen, und HP4801A-Stifte wurden
dazu verwendet, die Tintenzusammensetzungen aufzuspritzen. Es wurde
sowohl einfaches Papier (Hammermil Fore DP und Cascade Offset) als
auch beschichtetes Papier (Kromekote und Lustro Laser) getestet.
Die Balkenbilder, bei denen keine säurehaltige Fixiererzusammensetzung darüber oder
darunter gedruckt war, wurden mit 32 Picolitern/300 dpi Pixel gedruckt.
Die Balkenbilder, bei denen die säurehaltige Fixiererzusammensetzung
darüber
oder darunter gedruckt war, verwendeten dieselbe Menge an Tintenzusammensetzung
(32 Picoliter/300 dpi Pixel) und etwa 64 Picoliter/300 dpi Pixel
säurehaltige Fixiererzusammensetzung.
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Der
Wassertropftransfertest wurde 24 Stunden nach Drucken der Proben
durchgeführt.
Zuerst wurde die optische Dichte jedes Balkenbildes auf jedem Substrat
ermittelt. Dann wurde das Papier auf einen 45°-Winkel eingestellt, wo etwa
250 μl Wasser
auf jeden Balken getropft wurden. Der Abfluss wurde dann direkt
unterhalb des gedruckten Balkens auf den Substraten getestet. Tinten,
die die beste Wasserechtheit aufwiesen, umfassten Tintensysteme,
bei denen die anfängliche
optische Dichte relativ hoch war und die optische Dichte des Wassertropfenablaufs
relativ gering war. Die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen
nachstehend gezeigt: Tabelle 1 – Wassertropftransfer (einfaches
Papier)
| Zusammensetzung
des getesteten Bildes | Balken
(OD) | Wassertropftransfer
(OD) |
| Beispiel
1 allein gedruckte Tinte | 0,87 | 0,045 |
| Beispiel
4 Fixierer unter Tinte des Beispiels 1 gedruckt | 0,68 | 0,040 |
| Beispiel
4 Fixierer über
Tinte des Beispiels 1 gedruckt | 0,87 | 0,035 |
| Beispiel
2 Tinte alleine gedruckt | 0,68 | 0,120 |
| Beispiel
4 Fixierer unter Tinte des Beispiels 2 gedruckt | 0,67 | 0,040 |
| Beispiel
4 Fixierer über
Tinte des Beispiels 2 gedruckt | 0,79 | 0,025 |
| Beispiel
3 Tinte alleine gedruckt | 0,75 | 0,065 |
| Beispiel
4 Fixierer unter Tinte des Beispiels 3 gedruckt | 0,63 | 0,030 |
| Beispiel
4 Fixierer über
Tinte des Beispiels 3 gedruckt | 0,81 | 0,030 |
Tabelle 2 – Wassertropftransfer (beschichtetes
Papier)
| Zusammensetzung
des getesteten Bildes | Balken
(OD) | Wassertropftransfer
(OD) |
| Beispiel
1 allein gedruckte Tinte | 0,78 | 0,060 |
| Beispiel
4 Fixierer unter Tinte des Beispiels 1 gedruckt | 0,72 | 0,020 |
| Beispiel
4 Fixierer über
Tinte des Beispiels 1 gedruckt | 0,82 | 0,015 |
| Beispiel
2 Tinte alleine gedruckt | 0,64 | 0,110 |
| Beispiel
4 Fixierer unter Tinte des Beispiels 2 gedruckt | 0,80 | 0,055 |
| Beispiel
4 Fixierer über
Tinte des Beispiels 2 gedruckt | 0,58 | 0,035 |
| Beispiel
3 Tinte alleine gedruckt | 0,59 | 0,080 |
| Beispiel
4 Fixierer unter Tinte des Beispiels 3 gedruckt | 0,79 | 0,035 |
| Beispiel
4 Fixierer über
Tinte des Beispiels 3 gedruckt | 0,58 | 0,065 |
-
Wie
aus der obigen Tabelle 1 und Tabelle 2 ersichtlich ist, wird durch
ein Drucken der Polyamin/anionischen Farbstoff enthaltenden Tinten
der Beispiele 1–3
sowohl über
als auch unter die säurehaltige
Fixiererzusammensetzung des Beispiels 4 eine verbesserte Wasserechtheit
sowohl auf einfachem als auch auf beschichtetem Papier erzielt.
Insbesondere wird die Wasserechtheit der Tintenzusammensetzung des
Beispiels 1, wenn sie über
oder unter die säurehaltige
Fixiererzusammensetzung des Beispiels 4 gedruckt wird, ver bessert.
Die Tintenzusammensetzungen des Beispiels 2 und des Beispiels 3
werden bezüglich
der Wasserechtheit stärker
verbessert, wenn sie mit der im Beispiel 4 beschriebenen säurehaltigen
Fixiererzusammensetzung gedruckt werden. Somit kann ein Tintenstrahltintensystem
implementiert werden, das alle Primärfarben enthält und das
eine verbesserte Wasserechtheit aufweist.
-
Obwohl
die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte Ausführungsbeispiele
beschrieben wurde, ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich
durch den Schutzumfang der folgenden Patentansprüche begrenzt werde.