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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Tinte für die Tintenstrahlaufzeichnung
mit hoher Qualität
der aufgezeichneten Bildern, die eine ausgezeichnete Ausstoßqualität hat und
darüber
hinaus eine ausgezeichnete Bewahrung der Qualität der erhaltenen Bilder besitzt.
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Hintergrund
der Erfindung
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Bei
der neueren Popularität
von Computern werden Tintenstrahldrucker weithin für die Herstellung
von Abzügen
auf Papier, Folien, Stoff usw. verwendet, nicht nur im Büro, sondern
auch privat.
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Die
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren schließen ein System ein, in dem
Tintentröpfchen
durch die Anwendung von Druck mit piezoelektrischen Elementen ausgestoßen werden,
ein System, in dem Bläschen in
Tinte durch Wärme
erzeugt werden, wodurch Tintentröpfchen
ausgestoßen
werden, ein System, das Ultraschall verwendet, und ein System, in
dem Tintentröpfchen
durch elektrostatische Kraft angesaugt und ausgestoßen werden.
Als Tinten für
die Tintenstrahlaufzeichnung, die in diesen Systemen verwendet werden,
werden wäßrige Tinten,
Tinten auf Ölbasis
und fest Tinten (Schmelztyp) verwendet. Unter diesen Tinten herrschen die
wäßrigen Tinten
hinsichtlich leichter Herstellung, Zweckmäßigkeit der Handhabung, Geruch
und Sicherheit vor.
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Farbmittel,
die in diesen Tinten für
die Tintenstrahlaufzeichnung verwendet werden, müssen eine ausgezeichnete Löslichkeit
in Lösungsmitteln,
die Möglichkeit
der Aufzeichnung mit hoher Dichte, gute Farbtöne, eine ausgezeichnete Beständigkeit
gegen Licht, Wärme,
Luft, Wasser und Chemikalien, gute Fixiereigenschaften und Schwierigkeit
des Verschmierens von bildaufnehmenden Materialien, ausgezeichnete
Qualitätsbewahrung
der Tinten, keine Toxizität,
eine hohe Reinheit und außerdem
eine Verfügbarkeit
zu geringen Kosten aufweisen. Jedoch ist es äußerst schwierig, ein Farbmittel
zu finden, das diese Anforderungen im hohen Maße erfüllt. Insbesondere ist ein Farbmittel
mit gutem Purpur-Farbton und ausgezeichneter Lichtechtheit sehr
erwünscht.
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Verschiedene
Farbstoffe und Pigmente wurden bereits für den Tintenstrahldruck vorgeschlagen
und praktisch eingesetzt. Jedoch wurde unter den vorliegenden Umständen noch
kein Farbmittel gefunden, das all diese Erfordernisse erfüllt. Es
ist schwierig, sowohl den Farbton als auch die Echtheit zuzulassen,
die für
die Tinten für
die Tintenstrahlaufzeichnung erforderlich sind, um miteinander kompatibel
zu sein, durch Verwendung der bislang wohlbekannten Farbstoffe und
Pigmente (wie diejenigen mit Farbindexzahl "Color Index (C.I.)").
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Andererseits
wird das Problem angetroffen, daß Bläschen in den Tinten bei der
Herstellung der Tinten erzeugt werden. Die Gegenwart von Bläschen in
den Tinten verursacht das Problem, daß die Tinten nicht normal durch
die Düsen
beim Drucken ausgestoßen
werden. Zur Einstellung der Eigenschaften der Tinten und zur Verbesserung
ihrer Permeabilität
gegenüber
Papier werden häufig
Tenside zu den Tinten hinzugegeben. In diesem Fall verursachen die
Tenside einen Faktor, der zur Erzeugung von Bläschen beiträgt, so daß das Problem von Bläschen bedeutender
wird.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Entsprechend
ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Tinte für die Tintenstrahlaufzeichnung
und ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren bereitzustellen, worin
die Bildung eines hochqualitativen Bildes möglich ist, die Bildbewahrungsqualität ausgezeichnet
ist, die Tinte nicht in dem Tintenstrahlkopf trocknet und die Ausstoßqualität gut ist,
hinsichtlich der Handhabung, des Geruchs, der Sicherheit usw. in
der wäßrigen Tinte.
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Die
Aufgabe der Tinte wurde durch die folgenden Aspekte (1) bis (17)
erreicht:
- (1) Eine Tinte für die Tintenstrahlaufzeichnung,
die folgendes umfaßt:
wenigstens
einen durch die folgende allgemeine Formel (1) dargestellten Farbstoff,
worin der wenigstens eine Farbstoff in einem wäßrigen Medium gelöst oder
dispergiert ist;
wenigstens ein nichtionisches Tensid wie hier
nachfolgend und in Anspruch 1 definiert; und
ein Betain-Tensid,
worin
dann, wenn die Tinte 30-mal oder mehr für 10 Sekunden geschüttelt und
für 3 Minuten
stehengelassen wurde, die Blasenhöhe in der Tinte 30 mm oder
weniger ist: worin A eine 5-gliedrige
heterocyclische Gruppe darstellt; B1 und
B2 jeweils =N-, =CR1-
oder -CR2= darstellen und, wenn eines davon
=N- darstellt, das andere =CR1- oder -CR2= darstellt; R5 und
R6 jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder
eine Substituentengruppe darstellen, worin die Substituentengruppe
eine aliphatische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine heterocyclische
Gruppe, eine Acyl-Gruppe,
eine Alkoxycarbonyl-Gruppe, eine Aryloxycarbonyl-Gruppe, eine Carbamoyl-Gruppe, eine
Alkylsulfonyl-Gruppe, eine Arylsulfonyl-Gruppe oder eine Sulfamoyl-Gruppe
darstellt und ein Wasserstoffatom jeder Substituentengruppe substituiert
sein kann; G, R1 und R2 jeweils
unabhängig
ein Wasserstoffatom oder eine Substituentengruppe darstellen, worin
die Substituentengruppe ein Halogenatom, eine aliphatische Gruppe,
eine aromatische Gruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine Cyano-Gruppe,
eine Carboxyl-Gruppe,
eine Carbamoyl-Gruppe, eine Alkoxycarbonyl-Gruppe, eine Aryloxycarbonyl-Gruppe,
eine heterocyclische Oxycarbonyl-Gruppe, eine Acyl-Gruppe, eine
Hydroxyl-Gruppe, eine Alkoxyl-Gruppe, eine Aryloxy-Gruppe, eine heterocyclische
Oxy-Gruppe, eine Silyloxy-Gruppe, eine Acyloxy-Gruppe, eine Carbamoyloxy-Gruppe, eine
Alkoxycarbonyloxy-Gruppe, eine Aryloxycarbonyloxy-Gruppe, eine Amino-Gruppe,
eine Acylamino-Gruppe, eine Ureido-Gruppe, eine Sulfamoylamino-Gruppe,
eine Alkoxycarbonylamino-Gruppe, eine Aryloxycarbonylamino-Gruppe,
eine Alkylsulfonylamino-Gruppe,
eine Arylsulfonylamino-Gruppe, eine heterocyclische Sulfonylamino-Gruppe,
eine Nitro-Gruppe, eine Alkylthio-Gruppe, eine Arylthio-Gruppe, eine heterocyclische
Thio-Gruppe, eine
Alkylsulfonyl-Gruppe, eine Arylsulfonyl-Gruppe, eine heterocyclische Sulfonyl-Gruppe,
eine Alkylsulfinyl-Gruppe,
eine Arylsulfinyl-Gruppe, eine heterocyclische Sulfinyl-Gruppe, eine
Sulfamoyl-Gruppe oder eine Sulfo-Gruppe darstellt und ein Wasserstoffatom
jeder Substituentengruppe substituiert sein kann; und R1 und
R5 oder R5 und R5 miteinander kombinieren können, um
einen 5- oder 6-gliedrigen Ring zu bilden.
- (2) Eine Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung, die folgendes umfaßt:
wenigstens einen durch
die folgende allgemeine Formel (1) dargestellt Farbstoff, worin
der wenigstens eine Farbstoff in einem wäßrigen Medium gelöst oder
dispergiert ist;
wenigstens ein nichtionisches Tensid wie hier
nachfolgend und in Anspruch 1 definiert;
ein Betain-Tensid,
worin
die Blasenhöhe
in der Tinte, gerade nachdem die Tinte 30-mal oder mehr für 10 Sekunden
geschüttelt wurde,
50 mm oder weniger ist: worin A eine 5-gliedrige
heterocyclische Gruppe darstellt; B1 und
B2 jeweils =N-, =CR1-
oder -CR2= darstellen und, wenn eines davon
=N- darstellt, das andere =CR1- oder -CR2= darstellt; R5 und
R6 jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder
eine Substituentengruppe darstellen, worin die Substituentengruppe
eine aliphatische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine heterocyclische
Gruppe, eine Acyl-Gruppe,
eine Alkoxycarbonyl-Gruppe, eine Aryloxycarbonyl-Gruppe, eine Carbamoyl-Gruppe, eine
Alkylsulfonyl-Gruppe, eine Arylsulfonyl-Gruppe oder eine Sulfamoyl-Gruppe
darstellt und ein Wasserstoffatom jeder Substituentengruppe substituiert
sein kann; G, R1 und R2 jeweils
unabhängig
ein Wasserstoffatom oder eine Substituentengruppe darstellen, worin
die Substituentengruppe ein Halogenatom, eine aliphatische Gruppe,
eine aromatische Gruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine Cyano-Gruppe,
eine Carboxyl-Gruppe,
eine Carbamoyl-Gruppe, eine Alkoxycarbonyl-Gruppe, eine Aryloxycarbonyl-Gruppe,
eine heterocyclische Oxycarbonyl-Gruppe, eine Acyl-Gruppe, eine
Hydroxyl-Gruppe, eine Alkoxyl-Gruppe, eine Aryloxy-Gruppe, eine heterocyclische
Oxy-Gruppe, eine Silyloxy-Gruppe, eine Acyloxy-Gruppe, eine Carbamoyloxy-Gruppe, eine
Alkoxycarbonyloxy-Gruppe, eine Aryloxycarbonyloxy-Gruppe, eine Amino-Gruppe,
eine Acylamino-Gruppe, eine Ureido-Gruppe, eine Sulfamoylamino-Gruppe,
eine Alkoxycarbonylamino-Gruppe, eine Aryloxycarbonylamino-Gruppe,
eine Alkylsulfonylamino-Gruppe,
eine Arylsulfonylamino-Gruppe, eine heterocyclische Sulfonylamino-Gruppe,
eine Nitro-Gruppe, eine Alkylthio-Gruppe, eine Arylthio-Gruppe, eine heterocyclische
Thio-Gruppe, eine
Alkylsulfonyl-Gruppe, eine Arylsulfonyl-Gruppe, eine heterocyclische Sulfonyl-Gruppe,
eine Alkylsulfinyl-Gruppe,
eine Arylsulfinyl-Gruppe, eine heterocyclische Sulfinyl-Gruppe, eine
Sulfamoyl-Gruppe oder eine Sulfo-Gruppe darstellt und ein Wasserstoffatom
jeder Substituentengruppe substituiert sein kann; und R1 und
R5 oder R5 und R6 miteinander kombinieren können, um
einen 5- oder 6-gliedrigen Ring zu bilden.
- (3) Die Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung gemäß Aspekt
(1) oder (2), worin A in Formel (1) einen Pyrazolring, einen Imidazolring,
einen Thiazolring, einen Isothiazolring, einen Thiadiazolring, einen
Benzothiazolring, einen Benzoxazolring oder einen Benzoisothiazolring
darstellt, von denen jeder eine Substituentengruppe aufweisen kann.
- (4) Die Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung gemäß Aspekt
(1) oder (2), worin A in Formel (1) ein Pyrazolring, ein Imidazolring,
ein Isothiazolring, ein Thiadiazolring oder ein Benzothiazolring
ist, dargestellt durch die folgenden allgemeinen Formeln (a) bis
(f): worin
R7 bis R20 jeweils
die gleiche Definition wie für
G, R1 und R2 in
der allgemeinen Formel (1) haben.
- (5) Die Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung gemäß Aspekt
(1) oder (2), worin dann, wenn der durch Formel (1) dargestellte
Farbstoff ein wasserlöslicher
Farbstoff ist, der durch Formel (1) dargestellte Farbstoff ferner
eine ionische hydrophile Gruppe als Substituentengruppe in einer
beliebigen Stellung von R1, R2,
R5, R6 und G hat
und die ionische hydrophile Gruppe wenigstens eine aus einer Sulfo-Gruppe,
einer Carboxyl-Gruppe, einer Phosphono-Gruppe und einer quaternären Ammonium-Gruppe
ist.
- (6) Die Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung gemäß Aspekt
(1) oder (2), worin das Betain-Tensid eine Verbindung mit sowohl
einem kationischen Zentrum als auch einem anionischen Zentrum in
ihrem Molekül
und mit Oberflächenaktivität ist, worin
die kationischen Zentren wenigstens eines aus einem Stickstoffatom
eines Amins, einem Stickstoffatom eines heteroaromatischen Rings,
einem Phosphoratom und einem Boratom mit vier Bindungen zu Kohlenstoff
einschließen.
- (7) Die Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung gemäß Aspekt
(1) oder (2), die das Betain-Tensid in einer Menge von 0,001 bis
50 Gew.% umfaßt.
- (8) Die Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung gemäß Aspekt
(1), worin die Blasenhöhe
in der Tinte, gerade nachdem die Tinte 30-mal oder mehr für 10 Sekunden
geschüttelt
wurde, 50 mm oder weniger ist.
- (9) Die Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung gemäß Aspekt
(1) oder (2), die das wenigstens eine nichtionische Tensid in einer
Menge von 0,001 bis 5 Gew.% umfaßt.
- (10) Die Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung gemäß Aspekt
(1) oder (2), worin die Tinte durch Anlegen von Schallschwingung
mit Energie, die äquivalent
oder höher
als diejenige der Aufnahme an einem Aufzeichnungskopf ist, während des
Verfahrens zur Herstellung der Tinte hergestellt wird, um die Erzeugung von
Blasen durch den an die Tinte am Aufzeichnungskopf angelegten Druck
zu verhindern.
- (11) Die Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung gemäß Aspekt
(1) oder (2), worin die Tinte nach der Tintenlösungherstellung durch einen
Filter mit einem effektiven Durchmesser von 1 μm oder weniger filtriert wird.
- (12) Ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, das die Verwendung
der Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung gemäß einem
der Aspekte (1) bis (11) umfaßt.
- (13) Ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, das folgendes umfaßt:
Ausstoßen von
Tintentröpfchen
in Abhängigkeit
von einem Aufzeichnungssignal auf ein Bildaufnahmematerial, das
einen Träger
mit einer darauf vorgesehenen Bildaufnahmeschicht umfaßt, die
weiße
anorganische Pigmentteilchen einschließt; und
Aufzeichnen eines
Bildes auf dem Bildaufnahmematerial,
worin die Tintentröpfchen die
Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung gemäß einem
der Aspekte (1) bis (11) umfassen.
- (14) Das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren gemäß Aspekt
(13), worin der Träger
ein Zellstoff, ein Holzstoff oder eine Halbstoff aus Altpapier ist.
- (15) Das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren gemäß Aspekt
(13), worin die weißen
anorganischen Pigmentteilchen wenigstens eines aus Calciumcarbonat,
Kaolin, Talkum, Tonerde, Diatomeenerde, synthetischer amorpher Kieselerde,
Aluminiumsilicat, Magnesiumsilicat, Calciumsilicat, Aluminiumhydroxid,
Aluminiumoxid, Lithopon, Zeolith, Bariumsulfat, Calciumsulfat, Titandioxid,
Zinksulfid und Zinkcarbonat sind.
- (16) Das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren gemäß Aspekt
(13), worin das Bildaufnahmematerial ferner eine rückseitige
Schicht umfaßt,
die ein Weißpigment
und ein wäßriges Bindemittel
einschließt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein schematisches Diagramm, das einen Tintenstrahldrucker zeigt.
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2(a) bis 2(c) sind
Ansichten, die einen Zustand zeigen, in dem ein Tintentropfen durch
Ausdehnung eines piezoelektrischen Elements ausgestoßen wird.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Die
Erfindung wird nachfolgend im Detail beschrieben.
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Zuerst
wird der durch die allgemeine Formel (1) dargestellte Farbstoff,
der in der Erfindung verwendet wird, beschrieben.
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Der
in der Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung der Erfindung verwendete Farbstoff
ist ein Azo-Farbstoff mit einem aromatischen stickstoffhaltigen
6-gliedrigen Heterocyclus als Kupplungskomponente, der durch die
allgemeine Formel (1) dargestellt wird.
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In
der allgemeinen Formel (1) stellt A eine 5-gliedrige heterocyclische
Gruppe dar.
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B1 und B2 stellen
jeweils =N-, =CR1- oder -CR2=
dar, und wenn eines davon ein Stickstoffatom darstellt, stellt das
andere =CR1- oder -CR2=
dar. R5 und R6 stellen
jeweils unabhängig
ein Wasserstoffatom oder eine Substituentengruppe dar, worin die
Substituentengruppe eine aliphatische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine
heterocyclische Gruppe, eine Acyl-Gruppe, eine Alkoxycarbonyl-Gruppe,
eine Aryloxycarbonyl-Gruppe, eine
Carbamoyl-Gruppe, eine Alkylsulfonyl-Gruppe, eine Arylsulfonyl-Gruppe
oder eine Sulfamoyl-Gruppe darstellt, und ein Wasserstoffatom jeder
Substituentengruppe kann substituiert sein.
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G,
R1 und R2 stellen
jeweils unabhängig
ein Wasserstoffatom oder eine Substituentengruppe dar, worin die
Substituentengruppe ein Halogenatom, eine aliphatische Gruppe, eine
aromatische Gruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine Cyano-Gruppe,
eine Carboxyl-Gruppe, eine Carbamoyl-Gruppe, eine Alkoxycarbonyl-Gruppe,
eine Aryloxycarbonyl-Gruppe,
eine heterocyclische Oxycarbonyl-Gruppe, eine Acyl-Gruppe, eine Hydroxyl-Gruppe,
eine Alkoxy-Gruppe, eine Aryloxy-Gruppe, eine heterocyclische Oxy-Gruppe,
eine Silyloxy-Gruppe, eine Acyloxy-Gruppe, eine Carbamoyloxy-Gruppe, eine Alkoxycarbonyloxy-Gruppe,
eine Aryloxycarbonyloxy-Gruppe, eine Amino-Gruppe, eine Acylamino-Gruppe, eine Ureido-Gruppe,
eine Sulfamoylamino-Gruppe, eine Alkoxycarbonylamino-Gruppe, eine
Aryloxycarbonylamino-Gruppe, eine Alkylsulfonylamino-Gruppe, eine
Arylsulfonylamino-Gruppe,
eine heterocyclische Sulfonylamino-Gruppe, eine Nitro-Gruppe, eine
Alkylthio-Gruppe, eine Arylthio-Gruppe, eine heterocyclische Thio-Gruppe,
eine Alkylsulfonyl-Gruppe, eine Arylsulfonyl-Gruppe, eine heterocyclische
Sulfonyl-Gruppe,
eine Alkylsulfinyl-Gruppe, eine Arylsulfinyl-Gruppe, eine heterocyclische
Sulfinyl-Gruppe, eine Sulfamoyl-Gruppe oder eine Sulfo-Gruppe darstellt, und
ein Wasserstoffatom jeder Substituentengruppe kann substituiert
sein.
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R1 und R5 oder R5 und R6 können miteinander
kombinieren, um einen 5- oder 6-gliedrigen Ring zu bilden.
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Der
Farbstoff der allgemeinen Formel (1) wird in größerem Detail beschrieben.
worin A eine 5-gliedrige
heterocyclische Gruppe darstellt. Beispiele für Heteroatome der Heterocyclen
schließen
N, O und S ein. Der Heterocyclus ist bevorzugt ein stickstoffhaltiger
5-gliedriger Heterocyclus, und ein aliphatischer Ring, ein aromatischer
Ring oder ein anderer Heterocyclus kann mit dem Heterocyclus kondensiert sein.
Bevorzugte Beispiele für
die Heterocyclen für
A schließen
einen Pyrazolring, einen Imidazolring, einen Thiazolring, einen
Isothiazolring, einen Thiadiazolring, einen Benzothiazolring, einen
Benzoxazolring und einen Benzisothiazolring ein. Jede heterocyclische
Gruppe kann ferner eine Substituentengruppe aufweisen. Ein Pyrazolring,
ein Imidazolring, ein Isothiazolring, ein Thiadiazolring und ein
Benzothiazolring, die durch die folgenden allgemeinen Formeln (a)
bis (f) dargestellt werden, sind unter anderem bevorzugt.
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In
den oben genannten allgemeinen Formel (a) bis (f) stellen R7 bis R20 jeweils
die gleiche Substituentengruppe wie für G, R1 und
R2 in der allgemeinen Formel (1) dar.
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Unter
den allgemeinen Formeln (a) bis (f) sind der durch die allgemeine
Formel (a) dargestellte Pyrazolring und der durch die allgemeine
Formel (b) dargestellte Isothiazolring bevorzugt, und am meisten
bevorzugt ist der durch die allgemeine Formel (a) dargestellte Pyrazolring.
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In
der allgemeinen Formel (1) stellen B1 und
B2 jeweils =CR1- oder -CR2= dar, oder eines davon stellt ein Stickstoffatom
dar und das andere stellt =CR1- oder -CR2= dar. Jedoch ist es besonders bevorzugt,
daß jedes
=CR1- oder -CR2=
darstellt.
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R5 und R6 stellen
jeweils unabhängig
ein Wasserstoffatom oder eine Substituentengruppe dar, worin die
Substituentengruppe eine aliphatische Gruppe, eine aromatische Gruppe,
eine heterocyclische Gruppe, eine Acyl-Gruppe, eine Alkoxycarbonyl-Gruppe,
eine Aryloxycarbonyl-Gruppe, eine Carbamoyl-Gruppe, eine Alkylsulfonyl-Gruppe,
eine Arylsulfonyl-Gruppe oder eine Sulfamoyl-Gruppe darstellt, und
ein Wasserstoffatom jeder Substituentengruppe kann substituiert
sein.
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Beispiele
für R5 und R6 schließen bevorzugt
ein Wasserstoffatom, eine aliphatische Gruppe, eine aromatische
Gruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine Acyl-Gruppe, eine Alkylsulfonyl-Gruppe
und eine Arylsulfonyl-Gruppe dar, besonders bevorzugt ein Wasserstoffatom,
eine aromatische Gruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine Acyl-Gruppe,
eine Alkylsulfonyl-Gruppe und eine Arylsulfonyl-Gruppe und am meisten
bevorzugt ein Wasserstoffatom, eine Aryl-Gruppe und eine heterocyclische
Gruppe. Ein Wasserstoffatom jeder Substituentengruppe kann substituiert
sein. Jedoch sind R5 und R6 nicht
gleichzeitig Wasserstoffatome.
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G,
R1 und R2 stellen
jeweils unabhängig
ein Wasserstoffatom oder eine Substituentengruppe dar, worin die
Substituentengruppe ein Halogenatom, eine aliphatische Gruppe, eine
aromatische Gruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine Cyano-Gruppe,
eine Carboxyl-Gruppe, eine Carbamoyl-Gruppe, eine Alkoxycarbonyl-Gruppe,
eine Aryloxycarbonyl-Gruppe,
eine heterocyclische Oxycarbonyl-Gruppe, eine Acyl-Gruppe, eine Hydroxyl-Gruppe,
eine Alkoxyl-Gruppe, eine Aryloxy-Gruppe, eine heterocyclische Oxy-Gruppe,
eine Silyloxy-Gruppe, eine Acyloxy-Gruppe, eine Carbamoyloxy-Gruppe, eine Alkoxycarbonyloxy-Gruppe,
eine Aryloxycarbonyloxy-Gruppe, eine Amino-Gruppe, eine Acylamino-Gruppe, eine Ureido-Gruppe,
eine Sulfamoylamino-Gruppe, eine Alkoxycarbonylamino-Gruppe, eine
Aryloxycarbonylamino-Gruppe, eine Alkylsulfonylamino-Gruppe, eine
Arylsulfonylamino-Gruppe,
eine heterocyclische Sulfonylamino-Gruppe, eine Nitro-Gruppe, eine
Alkylthio-Gruppe, eine Arylthio-Gruppe, eine heterocyclische Thio-Gruppe,
eine Alkylsulfonyl-Gruppe, eine Arylsulfonyl-Gruppe, eine heterocyclische
Sulfonyl-Gruppe,
eine Alkylsulfinyl-Gruppe, eine Arylsulfinyl-Gruppe, eine heterocyclische
Sulfinyl-Gruppe, eine Sulfamoyl-Gruppe oder eine Sulfo-Gruppe darstellt, und
ein Wasserstoffatom jeder Substituentengruppe kann substituiert
sein.
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G
ist bevorzugt ein Wasserstoffatom, eine Halogenatom, eine aliphatische
Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine Hydroxyl-Gruppe, eine Alkoxyl-Gruppe, eine Aryloxy-Gruppe,
eine Acyloxy-Gruppe, eine heterocyclische Oxy-Gruppe, eine Amino-Gruppe, eine Acylamino-Gruppe,
eine Ureido-Gruppe, eine Sulfamoylamino-Gruppe, eine Alkoxycarbonylamino-Gruppe,
eine Aryloxycarbonylamino-Gruppe, eine Alkylthio-Gruppe, eine Arylthio-Gruppe
oder eine heterocyclische Thio-Gruppe, besonders bevorzugt ein Wasserstoffatom,
ein Halogenatom, eine Alkyl-Gruppe, eine Hydroxyl-Gruppe, eine Alkoxyl-Gruppe,
eine Aryloxy-Gruppe, eine Acyloxy-Gruppe, eine Amino-Gruppe oder
eine Acylamino-Gruppe und am meisten bevorzugt ein Wasserstoffatom,
eine Amino-Gruppe (bevorzugt eine Anilino-Gruppe) oder eine Acylamino-Gruppe unter
anderem. Ein Wasserstoffatom jeder Substituentengruppe kann substituiert
sein.
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Bevorzugte
Beispiele für
R1 und R2 schließen ein
Wasserstoffatom, eine Alkyl-Gruppe, ein Halogenatom, eine Alkoxycarbonyl-Gruppe,
eine Carboxyl-Gruppe, ein Carbamoyl-Gruppe, eine Hydroxyl-Gruppe, eine Alkoxyl-Gruppe
und eine Cyano-Gruppe ein. Ein Wasserstoffatom jeder Substituentengruppe
kann substituiert sein.
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R1 und R5 oder R5 und R6 können miteinander
kombinieren, um einen 5- oder 6-gliedrigen Ring zu bilden.
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Wenn
A eine Substituentengruppe aufweist oder wenn die Substituentengruppe
von R1, R2, R5, R6 oder G eine
weitere Substituentengruppe aufweist, schließen die Substituentengruppen
die oben für
G, R1 und R2 genannten
Substituentengruppen ein.
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Wenn
der Farbstoff der Erfindung ein wasserlöslicher Farbstoff ist, ist
es bevorzugt, daß der
Farbstoff ferner eine ionische hydrophile Gruppe als Substituentengruppe
in beliebiger Position von R1, R2, R5, R6 und G
hat. Die ionischen hydrophilen Gruppen schließen eine Sulfo-Gruppe, eine
Carboxyl-Gruppe, eine Phosphono-Gruppe und ein quaternäre Ammonium-Gruppe
ein. Als ionische hydrophile Gruppen sind eine Carboxyl-Gruppe,
eine Phosphono-Gruppe und eine Sulfo-Gruppe bevorzugt, und besonders
bevorzugt sind eine Carboxyl-Gruppe und eine Sulfo-Gruppe.
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Die
Carboxyl-Gruppe, die Phosphono-Gruppe und die Sulfo-Gruppe können in
Salzform sein. Beispiele für
Gegenionen, die die Salze bilden, schließen ein Ammoniumion, ein Alkalimetallion
(z.B. ein Lithiumion, ein Natriumion oder ein Kaliumion) und ein
organisches Kation ein (zum Beispiel ein Tetramethylammoniumion,
ein Tetramethylguanidiniumion oder ein Tetramethylphosphoniumion).
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Die
in dieser Beschreibung beschriebenen Begriffe (Substituentengruppen)
werden nachfolgend beschrieben. Diese Begriffe sind gemeinsam unter
unterschiedlichen Zeichen in der allgemeinen Formel (1) und der
später
beschriebenen allgemeinen Formel (1a).
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Die
Halogenatome schließen
ein Fluoratom, ein Chloratom und ein Bromatom ein.
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Der
Begriff "aliphatische
Gruppe" bedeutet
eine Alkyl-Gruppe, eine substituierte Alkyl-Gruppe eine Alkenyl-Gruppe,
eine substituierte Alkenyl-Gruppe, eine Alkinyl-Gruppe, eine substituierte
Alkinyl-Gruppe, eine Aralkyl-Gruppe und eine substituierte Aralkyl-Gruppe.
In dieser Beschreibung bedeutet der in der "substituierten Alkyl-Gruppe" usw. verwendete
Begriff "substituiert", daß Wasserstoffatome,
die in der "substituierten
Alkyl-Gruppe" usw.
existieren, durch die oben für
G, R1 und R2 genannten
Substituentengruppen substituiert sind.
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Die
aliphatische Gruppe kann verzweigt sein oder einen Ring bilden.
Die aliphatische Gruppe hat bevorzugt 1 bis 20 Kohlenstoffatome
und besonders bevorzugt 1 bis 16 Kohlenstoffatome. Eine Aryl-Einheit
der Aralkyl-Gruppe oder der substituierten Aralkyl-Gruppe ist bevorzugt
eine Phenyl-Gruppe
oder eine Naphthyl-Gruppe und besonders bevorzugt eine Phenyl-Gruppe.
Beispiele für
die aliphatischen Gruppen schließen Methyl, Ethyl, Butyl, Isopropyl,
t-Butyl, Hydroxyethyl, Methoxyethyl, Cyanoethyl, Trifluormethyl,
3-Sulfopropyl, 4-Sulfobutyl,
Cyclohexyl, Benzyl, 2-Phenethyl, Vinyl und Allyl ein.
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Der
Begriff "aromatische
Gruppe" bedeutet
eine Aryl-Gruppe und eine substituierte Aryl-Gruppe. Die Aryl-Gruppe
ist bevorzugt eine Phenyl-Gruppe oder eine Naphthyl-Gruppe und besonders
bevorzugt eine Naphthyl-Gruppe. Die aromatische Gruppe hat bevorzugt
6 bis 20 Kohlenstoffatome und besonders bevorzugt 6 bis 16 Kohlenstoffatome.
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Beispiele
für die
aromatischen Gruppen schließen
Phenyl, p-Tolyl, p-Methoxyphenyl, o-Chlorphenyl und m-(3-Sulfopropylamino)phenyl
ein.
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Die
heterocyclische Gruppe schließt
eine substituierte heterocyclische Gruppe ein. In der heterocyclischen
Gruppe kann ein aliphatischer Ring, ein aromatischer Ring oder ein
anderer Heterocyclus mit dem Heterocyclus kondensiert sein. Die
heterocyclische Gruppe ist bevorzugt eine 5- oder 6-gliedrige heterocyclische Gruppe.
Beispiele für
die Substituentengruppen schließen
eine aliphatische Gruppe, ein Halogenatom, ein Alkylsulfonyl-Gruppe,
eine Arylsulfonyl-Gruppe,
eine Acyl-Gruppe, eine Acylamino-Gruppe, eine Sulfamoyl-Gruppe,
eine Carbamoyl-Gruppe und eine ionische hydrophile Gruppe ein. Beispiele
für die
heterocyclischen Gruppen schließen
2-Pyridyl, 2-Thienyl, 2-Thiazolyl, 2-Benzothiazolyl, 2-Benzoxazolyl
und 2-Furyl ein.
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Die
Carbamoyl-Gruppe schließt
eine substituierte Carbamoyl-Gruppe
ein. Beispiele für
die Substituentengruppen schließen
eine Alkyl-Gruppe ein. Beispiele für die Carbamoyl-Gruppen schließen Methylcarbamoyl
und Dimethylcarbamoyl ein.
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Die
Alkoxycarbonyl-Gruppe schließt
eine substituierte Alkoxycarbonyl-Gruppe ein. Als Alkoxycarbonyl-Gruppe
ist eine Alkoxycarbonyl-Gruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen bevorzugt.
Beispiele für
die Substituentengruppen schließen
eine ionische hydrophile Gruppe ein. Beispiele für die Alkoxycarbonyl-Gruppen schließen Methoxycarbonyl
und Ethoxycarbonyl ein.
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Die
Aryloxycarbonyl-Gruppe schließt
eine substituierte Aryloxycarbonyl-Gruppe ein. Als Aryloxycarbonyl-Gruppe
ist eine Aryloxycarbonyl-Gruppe mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen bevorzugt.
Beispiele für
die Substituentengruppen schließen
eine ionische hydrophile Gruppe ein. Beispiele für die Aryloxycarbonyl-Gruppen schließen Phenoxycarbonyl
ein.
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Die
heterocyclische Oxycarbonyl-Gruppe schließt eine substituierte heterocyclische
Oxycarbonyl-Gruppe ein. Die Heterocyclen schließen die oben für die heterocyclische
Gruppe genannten Heterocyclen ein. Als heterocyclische Oxycarbonyl-Gruppe
ist eine heterocyclische Oxycarbonyl-Gruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen
bevorzugt. Beispiele für
die Substituentengruppen schließen
eine ionische hydrophile Gruppe ein. Beispiele für die heterocyclischen Oxycarbonyl-Gruppen
schließen
2-Pyridyloxycarbonyl ein.
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Die
Acyl-Gruppe schließt
eine substituierte Acyl-Gruppe ein. Als Acyl-Gruppe ist eine Acyl-Gruppe
mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Beispiele für die Substituentengruppen
schließen
eine ionische hydrophile Gruppe ein. Beispiele für die Acyl-Gruppen schließen Acetyl
und Benzoyl ein.
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Die
Alkoxyl-Gruppe schließt
eine substituierte Alkoxyl-Gruppe ein. Als Alkoxyl-Gruppe ist eine
Alkoxyl-Gruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Beispiele
für die
Substituentengruppen schließen
eine Alkoxyl-Gruppe, eine Hydroxyl-Gruppe und eine ionische hydrophile
Gruppe ein. Beispiele für
die Alkoxyl-Gruppen schließen
Methoxy, Ethoxy, Isopropoxy, Methoxyethoxy, Hydroxyethoxy und 3-Carboxypropoxy ein.
-
Die
Aryloxy-Gruppe schließt
eine substituierte Aryloxy-Gruppe ein. Als Aryloxy-Gruppe ist eine
Aryloxy-Gruppe mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Beispiele
für die
Substituentengruppen schließen
eine Alkoxyl-Gruppe und eine ionische hydrophile Gruppe ein. Beispiele
für die
Aryloxy-Gruppen
schließen
Phenoxy, p-Methoxyphenoxy und o-Methoxyphenoxy ein.
-
Die
heterocyclische Oxy-Gruppe schließt eine substituierte heterocyclische
Oxy-Gruppe ein. Die Heterocyclen schließen die oben für die heterocyclische
Gruppe genannten Heterocyclen ein. Als heterocyclische Oxy-Gruppe
ist eine heterocyclische Oxy-Gruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen
bevorzugt. Beispiele für
die Substituentengruppen schließen
eine Alkyl-Gruppe, eine Alkoxyl-Gruppe und eine ionische hydrophile
Gruppe ein. Beispiele für
die heterocyclischen Oxy-Gruppen schließen 2-Pyridyloxy und 3-Thienyloxy
ein.
-
Als
Silyloxy-Gruppe ist eine Silyloxy-Gruppe, die mit einer aliphatischen
Gruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder einer aromatischen Gruppe
substituiert ist, bevorzugt. Beispiele für die Silyloxy-Gruppen schließen Trimethylsilyloxy
und Diphenylmethylsilyloxy ein.
-
Die
Acyloxy-Gruppe schließt
eine substituierte Acyloxy-Gruppe ein. Als Acyloxy-Gruppe ist eine
Acyloxy-Gruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Beispiele
für die
Substituentengruppen schließen
eine ionische hydrophile Gruppe ein. Beispiele für die Acyloxy-Gruppen schließen Acetoxy
und Benzoyloxy ein.
-
Die
Carbamoyloxy-Gruppe schließt
eine substituierte Carbamoyloxy-Gruppe ein. Beispiele für die Substituentengruppen
schließen
eine Alkyl-Gruppe ein. Beispiele für die Carbamoyloxy-Gruppen
schließen N-Methylcarbamoyloxy
ein.
-
Die
Alkoxycarbonyloxy-Gruppe schließt
eine substituierte Alkoxycarbonyloxy-Gruppe ein. Als Alkoxycarbonyloxy-Gruppe
ist eine Alkoxycarbonyloxy-Gruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen
bevorzugt. Beispiele für
die Alkoxycarbonyloxy-Gruppen schließen Methoxycarbonyloxy und
Isopropoxycarbonyloxy ein.
-
Die
Aryloxycarbonyloxy-Gruppe schließt eine substituierte Aryloxycarbonyloxy-Gruppe
ein. Als Aryloxycarbonyloxy-Gruppe ist eine Aryloxycarbonyloxy-Gruppe
mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Beispiele für die Aryloxycarbonyloxy-Gruppen
schließen
Phenoxycarbonyloxy ein.
-
Die
Amino-Gruppe schließt
eine substituierte Amino-Gruppe ein. Die Substituentengruppen schließen eine
Alkyl-Gruppe, eine Aryl-Gruppe und eine heterocyclische Gruppe ein.
Die Alkyl-Gruppe, die Aryl-Gruppe und die heterocyclische Gruppe
können
jeweils ferner eine Substituentengruppe aufweisen.
-
Die
Alkylamino-Gruppe schließt
eine substituierte Alkylamino-Gruppe
ein. Als Alkylamino-Gruppe ist eine Alkylamino-Gruppe mit 1 bis
20 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Beispiele für die Substituentengruppen schließen eine
ionische hydrophile Gruppe ein. Beispiele für die Alkylamino-Gruppen schließen Methylamino und
Ethylamino ein.
-
Die
Arylamino-Gruppe schließt
eine substituierte Arylamino-Gruppe
ein. Als Arylamino-Gruppe ist eine Arylamino-Gruppe mit 6 bis 20
Kohlenstoffatomen bevorzugt. Beispiele für die Substituentengruppen
schließen
ein Halogenatom und eine ionische hydrophile Gruppe ein. Beispiele
für die
Arylamino-Gruppen
schließen Phenylamino
und 2-Chlorphenylamino ein.
-
Die
heterocyclische Amino-Gruppe schließt eine substituierte heterocyclische
Amino-Gruppe ein. Die Heterocyclen schließen die oben für die heterocyclische
Gruppe genannten Heterocyclen ein. Als heterocyclische Amino-Gruppe
ist eine heterocyclische Amino-Gruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen
bevorzugt. Beispiele für
die Substituentengruppen schließen
eine Alkyl-Gruppe, ein Halogenatom und eine ionische hydrophile
Gruppe ein.
-
Die
Acylamino-Gruppe schließt
eine substituierte Acylamino-Gruppe
ein. Als Acylamino-Gruppe ist eine Acylamino-Gruppe mit 2 bis 20
Kohlenstoffatomen bevorzugt. Beispiele für die Substituentengruppen schließen eine
ionische hydrophile Gruppe ein. Beispiele für die Acylamino-Gruppen schließen Acetylamino, Propionylamino,
Benzoylamino, N-Phenylacetylamino und 3,5-Disulfobenzoylamino ein.
-
Die
Ureido-Gruppe schließt
eine substituierte Ureido-Gruppe ein. Als Ureido-Gruppe ist eine
Ureido-Gruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Beispiele
für die
Substituentengruppen schließen
eine Alkyl-Gruppe und eine Aryl-Gruppe ein. Beispiele für die Ureido-Gruppen
schließen
3-Methylureido, 3,3-Dimethylureido und 3-Phenylureido ein.
-
Die
Sulfamoylamino-Gruppe schließt
eine substituierte Sulfamoylamino-Gruppe ein. Beispiele für die Substituentengruppen
schließen
eine Alkyl-Gruppe ein. Beispiele für die Sulfamoylamino-Gruppen
schließen N,N-Dipropylsulfamoylamino
ein.
-
Die
Alkoxycarbonylamino-Gruppe schließt eine substituierte Alkoxycarbonylamino-Gruppe
ein. Als Alkoxycarbonylamino-Gruppe
ist eine Alkoxycarbonylamino-Gruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen
bevorzugt. Beispiele für
die Substituentengruppen schließen
eine ionische hydrophile Gruppe ein. Beispiele für die Alkoxycarbonylamino-Gruppen
schließen
Ethoxycarbonylamino ein.
-
Die
Aryloxycarbonylamino-Gruppe schließt eine substituierte Aryloxycarbonylamino-Gruppe
ein. Als Aryloxycarbonylamino-Gruppe
ist eine Aryloxycarbonylamino-Gruppe mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen
bevorzugt. Beispiele für
die Substituentengruppen schließen
eine ionische hydrophile Gruppe ein. Beispiele für die Aryloxycarbonylamino-Gruppen
schließen
Phenoxycarbonylamino ein.
-
Die
Alkylsulfonylamino-Gruppe und die Arylsulfonylamino-Gruppe schließen eine
substituierte Alkylsulfonylamino-Gruppe bzw. eine substituierte
Arylsulfonylamino-Gruppe ein. Als Alkylsulfonylamino-Gruppe und
Arylsulfonylamino-Gruppe sind eine Alkylsulfonylamino-Gruppe mit
1 bis 20 Kohlenstoffatomen und eine Arylsulfonylamino-Gruppe mit
6 bis 20 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Beispiele für die Substituentengruppen schließen eine
ionische hydrophile Gruppe ein. Beispiele für die Alkylsulfonylamino-Gruppen
und Arylsulfonylamino-Gruppen schließen Methylsulfonylamino, N-Phenylmethylsulfonylamino,
Phenylsulfonylamino und 3-Carboxyphenylsulfonylamino
ein.
-
Die
heterocyclische Sulfonylamino-Gruppe schließt eine substituierte heterocyclische
Sulfonylamino-Gruppe ein. Die Heterocyclen schließen die
oben für
die heterocyclische Gruppe genannten Heterocyclen ein. Als heterocyclische
Sulfonylamino-Gruppe ist eine heterocyclische Sulfonylamino-Gruppe mit 1 bis
12 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Beispiele für die Substituentengruppen
schließen
eine ionische hydrophile Gruppe ein. Beispiele für die heterocyclischen Sulfonylamino-Gruppen
schließen
2-Thienylsulfonylamino und 3-Pyridylsulfonylamino ein.
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Die
Alkylthio-Gruppe, die Arylthio-Gruppe und die heterocyclische Thio-Gruppe
schließen
eine substituierte Alkylthio-Gruppe, eine substituierte Arylthio-Gruppe
bzw. eine substituierte heterocyclische Thio-Gruppe ein. Die Heterocyclen
schließen
die für
die oben für
die heterocyclische Gruppe genannten Heterocyclen ein. Als Alkylthio-Gruppe,
Arylthio-Gruppe und heterocyclische Thio-Gruppe sind eine Alkylthio-Gruppe mit
1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine Arylthio-Gruppe mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen
und eine heterocyclische Thio-Gruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen
bevorzugt. Beispiele für
die Substituentengruppen schließen
eine ionische hydrophile Gruppe ein. Beispiele für die Alkylthio-Gruppen, Arylthio-Gruppen und heterocyclischen Thio-Gruppen
schließen
Methylthio, Phenylthio bzw. 2-Pyridylthio ein.
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Die
Alkylsulfonyl-Gruppe und die Arylsulfonyl-Gruppe schließen eine
substituierte Alkylsulfonyl-Gruppe bzw. eine substituierte Arylsulfonyl-Gruppe
ein. Beispiele für
die Alkylsulfonyl-Gruppen und Arylsulfonyl-Gruppen schließen Methylsulfonyl
bzw. Phenylsulfonyl ein.
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Die
heterocyclische Sulfonyl-Gruppe schließt eine substituierte heterocyclische
Sulfonyl-Gruppe ein. Die Heterocyclen schließen die oben für die heterocyclische
Gruppe genannten Heterocyclen ein. Als heterocyclische Sulfonyl-Gruppe
ist eine heterocyclische Sulfonyl-Gruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen
bevorzugt. Beispiele für
die Substituentengruppen schließen
eine ionische hydrophile Gruppe ein. Beispiele für die heterocyclischen Sulfonyl-Gruppen schließen 2-Thienylsulfonyl
und 3-Pyridylsulfonyl ein.
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Die
Alkylsulfinyl-Gruppe und Arylsulfinyl-Gruppe schließen eine
substituierte Alkylsulfinyl-Gruppe bzw. substituierte Arylsulfinyl-Gruppe
ein. Beispiele für
die Alkylsulfinyl-Gruppen
und Arylsulfinyl-Gruppen schließen
Methylsulfinyl bzw. Phenylsulfinyl ein.
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Die
heterocyclische Sulfinyl-Gruppe schließt eine substituierte heterocyclische
Sulfinyl-Gruppe ein. Die Heterocyclen schließen die oben für die heterocyclische
Gruppe genannten Heterocyclen ein. Als heterocyclische Sulfinyl-Gruppe
ist eine heterocyclische Sulfinyl-Gruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen
bevorzugt. Beispiele für
die Substituentengruppen schließen
eine ionische hydrophile Gruppe ein. Beispiele für die heterocyclischen Sulfinyl-Gruppen schließen 4-Pyridylsulfinyl
ein.
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Die
Sulfamoyl-Gruppe schließt
eine substituierte Sulfamoyl-Gruppe
ein. Beispiele für
die Substituentengruppen schließen
eine Alkyl-Gruppe ein. Beispiele für die Sulfamoyl-Gruppen schließen Dimethylsulfamoyl
und Di-(2-hydroxyethyl)sulfamoyl ein.
-
In
der Erfindung ist eine durch die folgende allgemeine Formel (1a)
dargestellte Struktur besonders bevorzugt:
worin R
1,
R
2, R
5 und R
6 die gleichen Bedeutungen wie in der allgemeinen
Formel (1) angegeben haben.
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R3 und R4 stellen
jeweils unabhängig
ein Wasserstoffatom oder eine Substituentengruppe dar, und die Substituentengruppe
stellt eine aliphatische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine heterocyclische
Gruppe, eine Acyl-Gruppe, eine Alkoxycarbonyl-Gruppe, eine Aryloxycarbonyl-Gruppe,
eine Carbamoyl-Gruppe, eine Alkylsulfonyl-Gruppe, eine Arylsulfonyl-Gruppe
oder eine Sulfamoyl-Gruppe dar. Ein Wasserstoffatom, eine aromatische
Gruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine Acyl-Gruppe, eine Alkylsulfonyl-Gruppe oder eine Arylsulfonyl-Gruppe
ist unter anderem bevorzugt, und ein Wasserstoffatom, eine aromatische
Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe ist besonders bevorzugt.
-
Z1 stellt eine elektronenziehende Gruppe mit
einer Hammett-Konstante σp der Substituentengruppe von
0,20 oder mehr dar. Z1 ist bevorzugt eine
elektronenziehende Gruppe mit einer σp-Konstante von 0,30 oder mehr, besonders
bevorzugt eine elektronenziehende Gruppe mit einer σp-Konstante
von 0,45 oder mehr und besonders bevorzugt eine elektronenziehende
Gruppe mit einer σp-Konstante
von 0,60 oder mehr. Jedoch ist es wünschenswert, daß die σp-Konstante
1,0 nicht übersteigt.
Bevorzugte spezifische Beispiele für die Substituentengruppen
schließen
später
beschriebene elektronenziehende Substituentengruppen ein. Eine Acyl-Gruppe
mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine Alkyloxycarbonyl-Gruppe mit
2 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine Nitro-Gruppe, eine Cyano-Gruppe,
eine Alkylsulfonyl-Gruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine Arylsulfonyl-Gruppe
mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine Carbamoyl-Gruppe mit 1 bis
20 Kohlenstoffatomen und ein Alkylhalogenid mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen
sind u.a. bevorzugt. Besonders bevorzugt sind eine Cyano-Gruppe,
eine Alkylsulfonyl-Gruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und eine
Arylsulfonyl-Gruppe mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, und am meisten
bevorzugt ist eine Cyano-Gruppe.
-
Z2 stellt ein Wasserstoffatom oder eine Substituentengruppe
dar, und die Substituentengruppe stellt eine aliphatische Gruppe,
eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe dar. Z2 ist bevorzugt eine aliphatische Gruppe
und besonders bevorzugt eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen.
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Q
stellt ein Wasserstoffatom oder eine Substituentengruppe dar, und
die Substituentengruppe stellt eine aliphatische Gruppe, eine aromatische
Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe dar. Q ist bevorzugt eine
Gruppe, die Nichtmetallatome umfaßt, die notwendig zur Bildung
u.a. eines 5- bis 8-gliedrigen
Rings sind. Der 5- bis 8-gliedrige Ring kann substituiert sein,
kann ein gesättigter
Ring sein oder kann eine ungesättigte Bindung
aufweisen. Eine aromatische Gruppe und eine heterocyclische Gruppe
sind u.a. besonders bevorzugt. Bevorzugte Beispiele für die Nichtmetallatome
schließen
ein Stickstoffatom, ein Sauerstoffatom, ein Schwefelatom und ein
Kohlenstoffatom ein. Spezifische Beispiele für solche Ringstrukturen schließen zum Beispiel
einen Benzolring, einen Cyclopentanring, einen Cyclohexanring, einen
Cycloheptanring, einen Cyclooctanring, einen Cyclohexanring, einen
Pyridinring, einen Pyrimidinring, einen Pyrazinring, einen Pyridazinring,
einen Triazinring, einen Imidazolring, einen Benzimidazolring, einen
Oxazolring, einen Benzoxazolring, einen Thiazolring, einen Benzthiazolring,
einen Oxanring, einen Sulfolanring und einen Thianring ein.
-
Ein
Wasserstoffatom jeder in der allgemeinen Formel (1a) beschriebenen
Substituentengruppe kann substituiert sein. Die Substituentengruppen
schließen
die in der allgemeinen Formel (1) beschriebenen Substituentengruppen,
die exemplarisch für
G, R1 und R2 angegebenen
Gruppen und ionische hydrophile Gruppen ein.
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Die
in dieser Beschreibung verwendete Hammett-Konstante σp der Substituentengruppe
wird hier beschrieben. Die Hammett-Regel ist eine 1935 von L.P. Hammett
vorgeschlagene empirische Regel, um quantitativ den Einfluß einer
Substituentengruppe auf die Reaktion und das Gleichgewicht eines
Benzol-Derivats zu beschreiben, und ihre Gültigkeit ist heute weitgehend
anerkannt. Als in der Hammett-Regel bestimmte Konstanten der Substituentengruppe
gibt es die σp-Konstante und die σm-Konstante.
Diese Konstanten werden im Detail zum Beispiel beschrieben in Lange's Handbook of Chemistry,
12. Auflage, herausgegeben von J.A. Dean, 1979 (McGraw-Hill), und
Kagaku no Ryoiki (Zeitschrift der Japanischen Chemie), Sonderausgabe
122, 96-103 (1979), Nankodo, obwohl sie in vielen allgemeinen Literaturstellen
gefunden werden können.
In der Erfindung ist jede Substituentengruppen beschränkt oder
wird durch die Hammett-Konstante σp der Substituentengruppe
veranschaulicht. Jedoch bedeutet dies nicht, daß die Substituentengruppe allein
auf eine Substituentengruppe mit der oben genannten, in allgemeinen
Literaturstellen bekannten Konstante beschränkt ist. Selbst wenn die Konstante
in der Literatur unbekannt ist, ist es selbstverständlich,
daß eine
Substituentengruppe mit der Konstante, die im Bereich bei Messung
auf Basis der Hammett-Regel ist, auch eingeschlossen sein wird.
Obwohl die durch die allgemeine Formel (1a) dargestellten Verbindungen
auch eine von einem Benzol-Derivat verschiedene Verbindung einschließen, wird
die σp-Konstante
ferner als Maß verwendet,
das die elektronische Effizienz der Substituentengruppe anzeigt,
unabhängig
von der substituierten Stellung. In der Erfindung wird die σp-Konstante
in einem solchen Sinn verwendet.
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Beispiele
für die
elektronenziehenden Gruppen mit einer Hammett-Konstante σp der Substituentengruppe
von 0,60 oder mehr schließen
eine Cyano-Gruppe, eine Nitro-Gruppe, eine Alkylsulfonyl-Gruppe
(zum Beispiel Methylsulfonyl) und eine Arylsulfonyl-Gruppe (zum
Beispiel Phenylsulfonyl) ein.
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Beispiele
für die
elektronenziehenden Gruppen mit einer Hammett-Konstante σp der Substituentengruppe
von 0,45 oder mehr schließen
neben den oben genannten Gruppen eine Acyl-Gruppe (zum Beispiel Acetyl), eine Alkoxycarbonyl-Gruppe
(zum Beispiel Dodecyloxycarbonyl), eine Aryloxycarbonyl-Gruppe (zum Beispiel
m-Chlorphenoxycarbonyl), eine Alkylsulfinyl-Gruppe (zum Beispiel n-Propylsulfinyl),
eine Arylsulfinyl- Gruppe
(zum Beispiel Phenylsulfinyl), eine Sulfamoyl-Gruppe (zum Beispiel
N-Ethylsulfamoyl oder N,N-Dimethylsulfamoyl) und eine Alkylhalogenid-Gruppe
(zum Beispiel Trifluormethyl) ein.
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Beispiele
für die
elektronenziehenden Gruppen mit einer Hammett-Konstante σp der Substituentengruppe
von 0,30 oder mehr schließen
neben den oben genannten Gruppen eine Acyloxy-Gruppe (zum Beispiel Acetoxy), eine
Carbamoyl-Gruppe (zum Beispiel N-Ethylcarbamoyl oder N,N-Dibutylcarbamoyl),
eine Alkoxylhalogenid-Gruppe (zum Beispiel Trifluormethyloxy), eine
Aryloxyhalogenid-Gruppe (zum Beispiel Pentafluorphenyloxy), eine
Sulfonyloxy-Gruppe (zum Beispiel Methylsulfonyloxy) eine Alkylthiohalogenid-Gruppe
(zum Beispiel Difluormethylthio), eine Aryl-Gruppe, die mit zwei
oder mehr elektronenziehenden Gruppen mit einer σp-Konstante von 0,15 oder mehr
substituiert ist (zum Beispiel 2,4-Dinitrophenyl oder Pentachlorphenyl),
und einen Heterocyclus (zum Beispiel 2-Benzoxazolyl, 2-Benzothiazolyl)
oder 1-Phenyl-2-benzimidazolyl) ein.
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Spezifische
Beispiele für
die elektronenziehenden Gruppen mit einer σp-Konstante von 0,20 oder mehr
schließen
neben den oben genannten Gruppen ein Halogenatom ein.
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Bezüglich einer
besonders bevorzugten Kombination der Substituentengruppen im Azo-Farbstoff,
der durch die oben beschriebene allgemeine Formel (1) dargestellt
wird, sind R5 und R6 jeweils
bevorzugt ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-Gruppe, eine Aryl-Gruppe, eine heterocyclische
Gruppe, eine Sulfonyl-Gruppe oder eine Acyl-Gruppe, besonders bevorzugt
ein Wasserstoffatom, eine Aryl-Gruppe, eine heterocyclische Gruppe oder
Sulfonyl-Gruppe und am meisten bevorzugt ein Wasserstoffatom, eine
Aryl-Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe. Jedoch gibt es keinen
Fall, in dem R5 oder R6 beides
Wasserstoffatome sind.
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G
ist bevorzugt ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Alkyl-Gruppe,
eine Hydroxyl-Gruppe, ein Amino-Gruppe oder eine Acylamino-Gruppe,
besonders bevorzugt ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, ein Amino-Gruppe
oder eine Acylamino-Gruppe und am meisten bevorzugt ein Wasserstoffatom,
eine Amino-Gruppe oder eine Acylamino-Gruppe.
-
A
ist bevorzugt ein Pyrazolring, ein Imidazolring, eine Isothiazolring,
eine Thiadiazolring oder ein Benzothiazolring oder bevorzugt ein
Pyrazolring oder ein Isothiazolring und am meisten bevorzugt ein
Pyrazolring.
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B1 und B2 sind jeweils
bevorzugt =CR1- oder -CR2=.
R1 und R2 sind jeweils
bevorzugt ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-Gruppe, ein Halogenatom, eine Cyano-Gruppe,
eine Carbamoyl-Gruppe,
eine Carboxyl-Gruppe, eine Hydroxyl-Gruppe, eine Alkoxyl-Gruppe
oder eine Alkoxycarbonyl-Gruppe und besonders bevorzugt ein Wasserstoffatom,
eine Alkyl-Gruppe, eine Carboxyl-Gruppe, eine Cyano-Gruppe oder
eine Carbamoyl-Gruppe.
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Bezüglich einer
bevorzugten Kombination für
die Substituentengruppen in der Verbindung, die durch die oben beschriebene
allgemeine Formel (1) dargestellt wird, ist die Verbindung bevorzugt,
in der wenigstens eine der verschiedenen Substituentengruppen die
oben genannte bevorzugte Gruppe ist, die Verbindung, in der mehrere
verschiedene Substituentengruppen die oben genannten bevorzugten
Gruppen sind, ist besonders bevorzugt, und die Verbindung, in der
alle Substituentengruppen die oben genannten bevorzugten Gruppen
sind, ist am meisten bevorzugt.
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Spezifische
Beispiele für
die Azo-Farbstoffe, die durch die oben beschriebene allgemeine Formel
(1) dargestellt werden, sind nachfolgend gezeigt, aber die in der
Erfindung verwendeten Azo-Farbstoffe sollten nicht als auf die folgenden
Beispiele beschränkt
aufgefaßt
werden.
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Die
Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung der Erfindung (auch als Tinte der Erfindung
bezeichnet) umfaßt
wenigstens einen der oben genannten Azo-Farbstoffe, der in einem
wäßrigen Medium
dispergiert oder gelöst
ist, und enthält
den Azo-Farbstoff bevorzugt in einer Menge von 0,2 bis 20 Gew.%,
besonders bevorzugt in einer Menge von 0,5 bis 15 Gew.%.
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Zur
Einstellung des Farbtons zum Erhalt eines Vollfarbbildes kann in
der Tinte der Erfindung ein anderer Farbstoff in Kombination mit
dem oben genannten Azo-Farbstoff verwendet werden. Beispiele für die Farbstoffe,
die zusammen verwendet werden können,
schließen
die folgenden Farbstoffe ein.
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Gelbe
Farbstoffe schließen
einen Arylazo- oder Heteroarylazo-Farbstoff mit zum Beispiel einer Phenol-,
Naphthol-, Anilin-, Pyrazolon-, Pyridon- oder aktiven Methylen-Verbindung
vom offenen Kettentyp als Kupplungskomponente ein; einen Azomethin-Farbstoff
mit zum Beispiel einer aktiven Methylen-Verbindung vom offenen Kettentyp als
Kupplungskomponente; einen Methin-Farbstoff wie einen Benzyliden-Farbstoff
oder einen Monomethinoxonol-Farbstoff; und einen Chinon-Farbstoff
wie einen Naphthochinon-Farbstoff oder Anthrachinon-Farbstoff. Andere
Farbstoffarten schließen
einen Chinophthalon-Farbstoff, einen Nitro/Nitroso-Farbstoff, einen
Acridin-Farbstoff und einen Acridinon-Farbstoff ein. Diese Farbstoffe
können
solche sein, die eine gelbe Farbe nur nach teilweiser Dissoziation
der Chromophoren zeigen. In diesem Fall können Gegenkationen entweder
anorganische Kationen wie Alkalimetalle und Ammonium oder organische
Kationen wie Pyridinium und quaternäre Ammoniumsalze sein. Ferner
können
die Gegenkationen auch polymere Kationen mit diesen als Teilstrukturen
sein.
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Purpurfarbstoffe
schließen
einen Arylazo- oder Heteroarylazo-Farbstoff mit zum Beispiel einem Phenol,
einem Naphthol oder einem Anilin als Kupplungskomponente ein; einen
Azomethin- Farbstoff
mit zum Beispiel einem Pyrazolon oder Pyrazolotriazol als Kupplungskomponente;
einen Methin-Farbstoff
wie einen Aryliden-Farbstoff, Styryl-Farbstoff, Merocyanin-Farbstoff
oder Oxonol-Farbstoff; einen Carbonium-Farbstoff wie einen Diphenylmethan-Farbstoff,
Triphenylmethan-Farbstoff oder Xanthen-Farbstoff; einen Chinon-Farbstoff wie
einen Naphthochinon-Farbstoff, Anthrachinon-Farbstoff oder Anthrapyridon-Farbstoff;
und ein kondensiertes polycyclisches Farbmittel wie einen Dioxazin-Farbstoff. Diese
Farbstoffe können
solche sein, die eine gelbe Farbe nur nach teilweiser Dissoziation
der Chromophoren zeigen. In diesem Fall können die Gegenkationen entweder
anorganische Kationen wie Alkalimetalle und Ammonium oder organische
Kationen wie Pyridinium und quaternäre Ammoniumsalze sein. Ferner
können
die Gegenkationen auch polymere Kationen mit diesen als Teilstrukturen
sein.
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Blaugrünfarbstoffe
schließen
einen Azomethin-Farbstoff wie einen Indoanilin-Farbstoff oder Indophenol-Farbstoff
ein; einen Polymethin-Farbstoff wie einen Cyanin-Farbstoff, Oxonol-Farbstoff
oder Merocyanin-Farbstoff; einen Carbonium-Farbstoff wie einen Diphenylmethan-Farbstoff,
Triphenylmethan-Farbstoff oder Xanthen-Farbstoff; einen Phthalocyanin-Farbstoff;
einen Anthrachinon-Farbstoff; einen Arylazo- oder Heteroarylazo-Farbstoff
mit zum Beispiel einem Phenol, Naphthol oder Anilin als Kupplungskomponente;
und einen Indigo/Thioindigo-Farbstoff. Diese Farbstoffe können solche
sein, die eine gelbe Farbe nur nach teilweiser Dissoziation der
Chromophoren zeigen. In diesem Fall können die Gegenkationen entweder
anorganische Kationen wie Alkalimetalle und Ammonium oder organische
Kationen wie Pyridinium und quaternäre Ammoniumsalze sein. Ferner
können
die Gegenkationen auch polymere Kationen mit diesen als Teilstrukturen
sein.
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Ferner
kann auch ein schwarzer Farbstoff wie ein Polyazo-Farbstoff verwendet
werden.
-
Ferner
können
ein wasserlöslicher
Farbstoff wie ein Direktfarbstoff, ein saurer Farbstoff, ein Lebensmittelfarbstoff,
ein basischer Farbstoff oder ein Reaktivfarbstoff auch zusammen
verwendet werden. Vor allem sind bevorzugt: C.I. Direct Red 2, 4,
9, 23, 26, 31, 39, 62, 63, 72, 75, 76, 79, 80, 81, 83, 84, 89, 92,
95, 111, 173, 184, 207, 211, 212, 214, 218, 21, 223, 224, 225, 226,
227, 232, 233, 240, 241, 242, 243 und 247; C.I. Direct Violet 7,
9, 47, 48, 51, 66, 90, 93, 94, 95, 98, 100 und 101; C.I. Direct
Yellow 8, 9, 11, 12, 27, 28, 29, 33, 35, 39, 41, 44, 50, 53, 58,
59, 68, 86, 87, 93, 95, 96, 98, 100, 106, 108, 109, 110, 130, 132,
142, 144, 161 und 163; C.I. Direct Blue 1, 10, 15, 22, 25, 55, 67,
68, 71, 76, 77, 78, 80, 84, 86, 87, 90, 98, 106, 108, 109, 151, 156,
158, 159, 160, 168, 189, 192, 193, 194, 199, 20, 201, 202, 203,
207, 211, 213, 214, 218, 225, 229, 236, 237, 244, 248, 249, 251,
252, 264, 270, 280, 288, 289 und 291; C.I. Direct Black 9, 17, 19,
22, 32, 51, 56, 62, 69, 77, 80, 91, 94, 97, 108, 112, 113, 114,
117, 118, 121, 122, 125, 132, 146, 154, 166, 168, 173 und 199; C.I. Acid
Red 35, 42, 52, 57, 62, 80, 82, 111, 114, 118, 119, 127, 128, 131,
143, 151, 154, 158, 249, 254, 257, 261, 263, 266, 289, 299, 301,
305, 336, 337, 361, 396 und 397; C.I. Acid Violet 5, 34, 43, 47,
48, 90, 103 und 126; C.I. Acid Yellow 17, 19, 23, 25, 39, 40, 42,
44, 49, 50, 61, 64, 76, 79, 110, 127, 135, 143, 151, 159, 169, 174, 190,
195, 196, 197, 199, 218, 219, 222 und 227; C.I. Acid Blue 9, 25,
40, 41, 62, 72, 76, 78, 80, 82, 92, 106, 112, 113, 120, 127:1, 129,
138, 143, 175, 181, 205, 207, 220, 221, 230, 232, 247, 258, 260,
264, 271, 277, 278, 279, 280, 288, 290 und 326; C.I. Acid Black
24, 29, 48, 52:1 und 172; C.I. Reactive Red 3, 13, 17, 19, 21, 22,
23, 24, 29, 35, 37, 40, 41, 43, 45, 49 und 55; C.I. Reactive Violet
1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 16, 17, 22, 23, 24, 26, 27, 33 und 34; C.I.
Reactive Yellow 2, 3, 13, 14, 15, 17, 18, 23, 24, 25, 26, 27, 29,
35, 37, 41 und 42; C.I. Reactive Blue 2, 3, 5, 8, 10, 13, 14, 15,
17, 18, 19, 21, 25, 26, 27, 28, 29 und 38; C.I. Reactive Black 4,
5, 8, 14, 21, 23, 26, 31, 32 und 34; C.I. Basic Red 12, 13, 14,
15, 18, 22, 23, 24, 25, 27, 29, 35, 36, 38, 39, 45 und 46; C.I.
Basic Violet 1, 2, 3, 7, 10, 15, 16, 20, 21, 25, 27, 28, 35, 37,
39, 40 und 48; C.I. Basic Yellow 1, 2, 4, 11, 13, 14, 15, 19, 21,
23, 24, 25, 28, 29, 32, 36, 39 und 40; C.I. Basic Blue 1, 3, 5,
7, 9, 22, 26, 41, 45, 46, 47, 54, 57, 60, 62, 65, 66, 69 und 71;
und C.I. Basic Black 8.
-
Ferner
ist es auch möglich,
ein Pigment zusammen zu verwenden.
-
Als
Pigmente, die in der Tinte der Erfindung verfügbar sind, können bekannte
Pigmente, die in verschiedenen Literaturstellen beschrieben werden,
sowie handelsübliche
Pigmente verwendet werden. Die Literaturstellen schließen ein:
Color Index (herausgegeben von The Society of Dyers and Colourists),
Kaitei Shinpan Ganryo Binran (Revidiertes neues Pigmenthandbuch),
herausgegeben von Nippon Ganryo Gijutsu Kyokai (Technische Pigmentgesellschaft
Japan) (1989), Saishin Ganryo Oyo Gijutsu (Neueste Pigmentanwendungstechnologie),
CMC Shuppan (1986), Insatsu Ink Gijutsu (Drucktintentechnologie),
CMC Shuppan (1984) und W. Herbst und K. Hunger, Industrial Organic
Pigments, VCH Verlagsgesellschaft (1993). Spezifisch schließen organische
Pigmente ein Azopigment (wie ein Azolackpigment, ein unlösliches
Azopigment, ein kondensiertes Azopigment oder ein Chelatazopigment),
ein polycyclisches Pigment (wie ein Phthalocyanin-Pigment, ein Anthrachinon-Pigment,
ein Perylen-Pigment,
ein Perynon-Pigment, ein Indigo-Pigment, ein Chinacridon-Pigment,
ein Dioxazin-Pigment, ein Isoindolinolen-Pigment, ein Chinophthalon-Pigment
oder Diketopyrrolopyrrol-Pigment), ein färbendes Lackpigment (wie ein
Lackpigment eines sauren oder basischen Farbstoffs) und ein Azinpigment
ein. Anorganische Pigmente schließen ein Gelbpigment wie C.I.
Pigment Yellow 34, 37, 42 oder 53, ein Rotpigment wie C.I. Pigment
Red 101 oder 108, ein Blaupigment wie C.I. Pigment Blue 27, 29 oder
17:1, ein Schwarzpigment wie C.I. Pigment Black 7 oder Magnetit
oder ein Weißpigment
wie C.I. Pigment White 4, 6, 18 oder 21 ein.
-
Als
Pigmente mit bevorzugten Farbtönen
für die
Bilderzeugung schließen
bevorzugte Beispiele für Blau-
oder Blaugrün-Pigmente ein Phthalocyanin-Pigment,
ein Indanthron-Pigment der Anthrachinonfamilie (zum Beispiel C.I.
Pigment Blue 60) und ein Triarylcarbonium-Pigment der färbenden
Lackpigmentfamilie ein. Insbesondere ist ein Phthalocyanin-Pigment am meisten
bevorzugt. Bevorzugte Beispiele für die Phthalocyanin-Pigmente
schließen
Kupferphthalocyanin und Monochlor- oder gering chloriertes Phthalocyanin,
wie C.I. Pigment Blue 15:1, 15:2, 15:3, 15:4 und 15:6, Aluminiumphthalocyanin
wie Pigmente, die in
EP 860475 beschrieben
werden, Nichtmetallphthalocyanin wie C.I. Pigment Blue 16 und Phthalocyanin,
in dem das Zentralmetall Zn, Ni oder Ti ist, ein. Vor allem sind
C.I. Pigment Blue 15:3 und 15:4 und Aluminiumphthalocyanin bevorzugt.
-
Bevorzugt
verwendete Rot- oder Violettpigmente schließen ein Azopigment (bevorzugte
Beispiele dafür
schließen
C.I. Pigment Red 3, 5, 11, 22, 38, 48:1, 48:2, 48:3, 48:4, 49:1,
52:1, 53:1, 57:1, 63:2, 144, 146 und 184 ein, und vor allem sind
C.I. Pigment Red 57:1, 146 und 184 bevorzugt), ein Chinacridon-Pigment
(bevorzugte Beispiele dafür
schließen
C.I. Pigment Red 122, 192, 202, 207 und 209 und C.I. Pigment Violet
19 und 42 ein, und vor allem ist C.I. Pigment Red 122 bevorzugt),
ein Triarylcarbonium-Pigment der färbenden Lackpigmentfamilie
(bevorzugte Beispiele dafür
schließen
C.I. Pigment Red 81:1, C.I. Pigment Violet 1, 2, 3, 27 und 29 der
Xanthenfamilie ein), ein Dioxazin-Pigment (zum Beispiel C.I. Pigment
Violet 23 und 37), ein Diketopyrrolopyrrol-Pigment (zum Beispiel
C.I. Pigment Red 254), ein Perylen-Pigment (zum Beispiel C.I. Pigment
Violet 29), ein Anthrachinon-Pigment (zum Beispiel C.I. Pigment
Violet 5:1, 31 oder 33) und ein Thioindigo-Pigment (zum Beispiel
C.I. Pigment Red 38 oder 88) ein.
-
Bevorzugt
verwendete Gelbpigmente schließen
ein Azopigment (bevorzugte Beispiele dafür schließen C.I. Pigment Yellow 1,
3, 74 und 98 der Monoazopigmentfamilie, C.I. Pigment Yellow 12,
13, 14, 16, 17 und 83 der Disazopigmentfamilie, C.I. Pigment Yellow
93, 94, 95, 128 und 155 der allgemeinen Azofamilie und C.I. Pigment
Yellow 120, 151, 154, 156 und 180 der Benzimidazolonfamilie ein,
und vor allem ist ein Pigment bevorzugt, in dem eine Benzidin-Verbindung
nicht als Rohstoff verwendet wird), ein Isoindolin/Isoindolinon-Pigment
(bevorzugte Beispiele dafür
schließen
C.I. Pigment Yellow 109, 110, 137 und 139 ein), ein Chinophthalon-Pigment
(bevorzugte Beispiele dafür
schließen
C.I. Pigment Yellow 138) und ein Flavanthron-Pigment (zum Beispiel
C.I. Pigment Yellow 24) ein.
-
Bevorzugte
Beispiele für
Schwarzpigmente schließen
ein anorganisches Pigment (bevorzugte Beispiele dafür schließen Ruß und Magnetit
ein) und Anilinschwarz ein.
-
Zusätzlich kann
ein Orangepigment (wie C.I. Pigment Orange 13 oder 16) oder ein
Grünpigment
(wie C.I. Pigment Green 7) verwendet werden.
-
Die
in der Tinte der Erfindung verfügbaren
Pigmente können
entweder die oben genannten bloßen Pigmente
oder oberflächenbehandelte
Pigmente sein. Bezüglich
der Oberflächenbehandlungsverfahren
werden ein Verfahren der Beschichtung einer Oberfläche des
Pigments mit einem Harz oder Wachs, ein Verfahren des Anheftens
eines Tensids an das Pigment und ein Verfahren der Bindung einer
reaktiven Substanz (zum Beispiel ein Silankuppler, eine Epoxy-Verbindung, ein Polyisocyanat
oder ein aus einem Diazoniumsalz abgeleiteter Rest) an eine Oberfläche des
Pigments vorgestellt, die in den folgenden Literaturstellen und
Patenten beschrieben werden.
- (1) Kinzoku Sekken
no Seishitsu to Oyo (Eigenschaften und Anwendung von Metallseifen)
(Saiwai Shobo);
- (2) Insatsu Ink Gijutsu (Drucktintentechnologie), CMC Shuppan
(1984);
- (3) Saishin Ganryo Oyo Gijutsu (Neueste Pigmentanwendungstechnologie),
CMC Shuppan (1986);
- (4) US-PSen 5,554,739 und 5,571,311; und
- (5) JP-A-9-151342, JP-A-10-140065, JP-A-10-292143 und JP-A-11-166145.
-
Insbesondere
sind selbstdispergierbare Pigmente, die durch Umsetzen der in den
US-Patenten unter (4) oben beschriebenen Diazoniumsalze mit Ruß hergestellt
werden, und verkapselte Pigmente, die durch die in den japanischen
Patenten unter (5) oben beschriebenen Verfahren hergestellt werden,
besonders wirksam, weil eine Dispersionsstabilität ohne übermäßige Verwendung von Dispergiermitteln
in den Tinten erhalten wird.
-
In
der Tinte der Erfindung kann das Pigment durch weitere Verwendung
eines Dispergiermittels dispergiert werden. Als Dispergiermittel
können
verschiedene bekannte Mittel verwendet werden, zum Beispiel Dispergiermittel
mit geringem Molekulargewicht vom Tensidtyp und Dispergiermittel
vom Polymertyp, abhängig
vom zu verwendenden Pigment. Beispiele für die Dispergiermittel schließen solche
ein, die in JP-A-3-69949
und
EP 549486 beschrieben
werden. Ferner kann zur Steigerung der Adsorption des Dispergiermittels
an das Pigment bei der Verwendung des Dispergiermittels ein als
Synergist bezeichnetes Pigmentderivat hinzugegeben werden.
-
Die
Teilchengröße des in
der Tinte der Erfindung verfügbaren
Pigments ist bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 10 μm und besonders
bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 1 μm nach der Dispersion.
-
Als
Verfahren zum Dispergieren der Pigmente können bekannte Dispergiertechniken
eingesetzt werden, die in der Tintenherstellung oder Tonerherstellung
verwendet werden. Dispergiervorrichtungen schließen eine Rührmühle, eine Reibmühle, eine
Kolloidmühle,
eine Kugelmühle,
eine Sandmühle,
eine Dreiwalzenmühle,
eine Perlmühle,
eine Supermühle,
eine Rührflügelmühle, einen
Disperser, eine KD-Mühle, ein
Dynatron und eine Druckmühle
ein. Einzelheiten darüber
werden in Saishin Ganryo Oyo Gijutsu (Neueste Pigmentanwendungstechnologie),
CMC Shuppan (1986) beschrieben.
-
Nachfolgend
wird das Tensid, das in der Tinte der Erfindung enthalten sein kann,
beschrieben.
-
Das
Tensid wird zur Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung der Erfindung hinzugegeben, um die
Flüssigkeitseigenschaften
der Tinte einzustellen, um dadurch in der Lage zu sein, die Ausstoßstabilität der Tinte zu
verbessern und ausgezeichnete Wirkungen in bezug auf die Verbesserung
der Wasserbeständigkeit
eines Bildes und der Verhinderung von Verschmieren der gedruckten
Tinte zu erhalten.
-
In
der Erfindung können
verschiedene Tenside für
den oben genannten Zweck verwendet werden. Jedoch ist es notwendig,
unter anderem ein Betain-Tensid zu verwenden. Der Begriff "Betain-Tensid" wie hier verwendet
soll auch zum Beispiel eines einschließen, das in der Dispersion
eines öllöslichen
Farbstoffs verwendet wird.
-
Der
Begriff "Betain-Tensid" wie hier verwendet
bedeutet eine Verbindung mit sowohl einem kationischen Zentrum als
auch einem anionischen Zentrum in ihrem Molekül und mit Oberflächenaktivität. Die kationischen
Zentren schließen
ein Stickstoffatom eines Amins, ein Stickstoffatom eines heteroaromatischen
Rings, ein Boratom mit vier Bindungen zu Kohlenstoff und ein Phosphoratom
ein. Vor allem sind ein Stickstoffatom eines Amins und ein Stickstoffatom
eines heteroaromatischen Rings bevorzugt. Insbesondere ist u.a.
ein quaternäres
Stickstoffatom bevorzugt. Die anionischen Zentren schließen eine
Hydroxyl-Gruppe, eine Thio-Gruppe, eine Sulfonamid-Gruppe, eine
Sulfo-Gruppe, eine Carboxyl-Gruppe, eine Imido-Gruppe, eine Phosphorsäure-Gruppe
und eine Phosphonsäure-Gruppe
ein. Darunter sind eine Carboxyl-Gruppe und eine Sulfo-Gruppe besonders
bevorzugt. Die Ladung des gesamten Tensids kann kationisch, anionisch
oder neutral sein, aber ist bevorzugt neutral.
-
Das
Betain-Tensid wird bevorzugt über
einen weiten Mengenbereich hinzugegeben (einschließlich der Menge,
die in der Dispersion des Farbstoffs verwendet wird). Jedoch ist
die hinzugegebene Menge des Betain-Tensid bevorzugt 0,001 bis 50
Gew.% und besonders bevorzugt 0,01 bis 20 Gew.% auf Basis der Tintenzusammensetzung.
-
Spezifische
Beispiele für
die Betain-Tenside sind nachfolgend gezeigt, aber der Umfang der
Erfindung sollte nicht als darauf beschränkt aufgefaßt werden.
C12H25(CH3)2N+CH2COO– W-19 C18H37(CH3)2N+CH2COO– W-20 C12H25(CH3)2N+CH2CH(OH)CH2SO3 – W-21
-
Die
Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung der Erfindung kann durch Auflösen und/oder
Dispergieren des Azo-Farbstoffs und des Tensids in einem wäßrigen Medium
hergestellt werden. Der Begriff "wäßriges Medium" wie in der Erfindung
verwendet bedeutet ein Medium, in dem. ein Additiv wie ein Benetzungsmittel,
ein Stabilisierungsmittel oder ein Konservierungsmittel zu Wasser
oder einer Mischung aus Wasser und einer kleinen Menge eines wassermischbaren
organischen Lösungsmittels
nach Bedarf hinzugegeben wird.
-
Wenn
die Tintenlösung
der Erfindung hergestellt wird, ist es bevorzugt, daß der Azo-Farbstoff
und das Tensid zuerst in Wasser im Fall von wasserlöslicher
Tinte gelöst
werden. Anschließend
werden verschiedene Lösungsmittel
und Additive hinzugegeben, gelöst
und vermischt, um die homogene Tintenlösung zu bilden.
-
Als
in diesem Fall verwendete Auflösungsverfahren
sind verschiedene Verfahren wie die Auflösung durch Rühren, Auflösung durch
Bestrahlung mit Ultraschall und Auflösung durch Schütteln verfügbar. Das Rührverfahren
wird unter anderem besonders bevorzugt verwendet. Wenn das Rühren durchgeführt wird,
können
verschiedene Systeme wie das Fluidrühren und das Rühren unter
Verwendung einer Scherkraft unter Verwendung eines umkehrenden Rührers oder
Auflösers,
die fachbekannt sind, verwendet werden. Andererseits kann bevorzugt
ein Rührverfahren,
das eine Scherkraft gegen den Boden des Gefäßes verwendet, verwendet werden,
wie es unter Verwendung eines Magnetrührers durchgeführt wird.
-
Bezüglich der
Herstellungsverfahren für
wäßrige Tinten
für die
Tintenstrahlaufzeichnung werden Einzelheiten darüber in JP-A-5-148436, JP-A-5-295312,
JP-A-7-97541, JP-A-7-82515, JP-A-7-118584 und in den japanischen
Patentanmeldungen Nrn. 2000-200780 und 2000-249799 beschrieben.
Diese Verfahren können auch
in der Herstellung der Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung der Erfindung verwendet werden.
-
Beispiele
für die
wassermischbaren organischen Lösungsmittel,
die in der Erfindung verfügbar
sind, schließen
einen Alkohol (zum Beispiel Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol,
Butanol, Isobutanol, sek-Butanol, t-Butanol, Pentanol, Hexanol,
Cyclohexanol oder Benzylakohol), einen mehrwertigen Alkohol (zum
Beispiel Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Polyethylenglykol,
Propylenglykol, Dipropylenglykol, Polypropylenglykol, Butylenglykol,
Hexandiol, Pentandiol, Glycerin, Hexantriol oder Thiodiglykol),
ein Glykol-Derivat (zum Beispiel Ethylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonoethylether,
Ethylenglykolmonobutylether, Diethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonobutylether,
Propylenglykolmonomethylether, Propylenglykolmonobutylether, Dipropylenglykolmonomethylether,
Propylenglykolmonomethylether, Triethylenglykolmonomethylether,
Ethylenglykoldiacetat, Ethylenglykolmonomethyletheracetat, Triethylenglykolmonoethylether
oder Ethylenglykolmonophenylether), ein Amin (zum Beispiel Ethanolamin,
Diethanolamin, Triethanolamin, N-Methyldiethanolamin, N-Ethyldiethanolamin,
Morpholin, N-Ethylmorpholin, Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin,
Polyethylenimin oder Tetramethylpropylendiamin) und ein anderes
polares Lösungsmittel
(zum Beispiel Formamid, N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid,
Dimethylsulfoxid, Sulfolan, 2-Pyrrolidon, N-Methyl-2-pyrrolidon,
N-Vinyl-2-pyrrolidon, 2-Oxazolidon, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, Acetonitril
oder Aceton) ein. Die oben genannten wassermischbaren organischen
Lösungsmittel
können
als Kombination aus zwei oder mehreren daraus verwendet werden.
-
Wenn
der oben genannte Azo-Farbstoff ein öllöslicher Farbstoff ist, kann
die Tinte durch Auflösen
des öllöslichen
Farbstoffs in einem hochsiedenden organischen Lösungsmittel und Dispergieren
der resultierenden Lösung
in einem wäßrigen Medium
durch Emulgierung hergestellt werden.
-
Der
Siedepunkt des hochsiedenden organischen Lösungsmittels, das in der Erfindung
verwendet wird, ist bevorzugt 150°C
oder mehr und besonders bevorzugt 170°C oder mehr.
-
Die
hochsiedenden organischen Lösungsmittel
schließen
zum Beispiel ein Phthalat (zum Beispiel Dibutylphthalat, Dioctylphthalat,
Dicyclohexylphthalat, Di-2-ethylhexylphthalat,
Decylphthalat oder Bis(2,4-di-tert-amylphenyl)isophthalat, Bis(1,1-diethylpropyl)phthalat),
einen Phosphorsäure-
oder Phosphonsäureester
(zum Beispiel Diphenylphosphat, Triphenylphosphat, Tricresylphosphat,
2-Ethylhexyldiphenylphosphat, Dioctylbutylphosphat, Tricyclohexylphosphat,
Tri-2-ethylhexylphosphat, Tridodecylphosphat oder Di-2-ethylhexylphenylphosphat),
ein Benzoat (zum Beispiel 2-Ethylhexylbenzoat, 2,4-Dichlorbenzoat,
Dodecylbenzoat oder 2-Ethylhexyl-p-hydroxybenzoat), ein Amid (zum Beispiel
N,N- Diethyldodecanamid
oder N,N-Diethyllaurylamid), einen Alkohol (zum Beispiel Isostearylalkohol),
einen aliphatischen Ester (zum Beispiel Dibutoxyethylsuccinat, Di-2-ethylhexylsuccinat,
2-Hexyldecyltetradecanoat, Tributylcitrat, Diethylazelat, Isostearyllactat
oder Trioctylcitrat), ein Anilin-Derivat (zum Beispiel N,N-Dibutyl-2-butoxy-2-tert-octylanilin),
ein chloriertes Paraffin (zum Beispiel ein Paraffin mit einem Chlorgehalt
von 10 bis 80%), ein Trimesat (zum Beispiel Tributyltrimesat), Dodecylbenzol,
Diisopropylnaphthalin, ein Phenol (zum Beispiel 2,4-Di-tert-amylphenol, 4-Dodecyloxyphenol,
4-Dodecyloxycarbonylphenol oder 4-(4-Dodecyloxyphenylsulfonyl)phenol), eine
Carbonsäure
(zum Beispiel 2-(2,4-Di-tert-amylphenoxy)buttersäure oder 2-Ethoxyoctandodecansäure) und eine Alkylphosphorsäure (zum
Beispiel Di(2-ethylhexyl)phosphorsäure oder Diphenylphosphorsäure) ein.
-
Das
hochsiedende organische Lösungsmittel
kann in einer 0,01- bis
3-fachen Überschußmenge,
bevorzugt in einer 0,01- bis 1,0-fachen Überschußmenge verwendet werden, gewichtsbezogen
in bezug auf den öllöslichen
Farbstoff.
-
Diese
hochsiedenden organischen Lösungsmittel
können
entweder allein oder als Mischung aus mehreren Arten daraus verwendet
werden (zum Beispiel Tricresylphosphat und Dibutylphthalat, Trioctylphosphat und
Di(2-ethylhexyl)sebacat und Dibutylphthalat und Poly(N-t-butylacrylamin)).
-
Verbindungsbeispiele
für andere
als die oben genannten hochsiedenden organischen Lösungsmittel, die
in der Erfindung verwendet werden, und Verfahren zur Synthese dieser
hochsiedenden organischen Lösungsmittel
werden zum Beispiel beschrieben in US-PSen 2,322,027, 2,533,514,
2,772,163, 2,835,579, 3,594,171, 3,676,137, 3,689,271, 3,700,454,
3,748,141, 3,764,336, 3,765,897, 3,912,515, 3,936,303, 4,004,928,
4,080,209, 4,127,413, 4,193,802, 4,207,393, 4,220,711, 4,239,851,
4,278,757, 4,353,979, 4,363,873, 4,430,421, 4,430,422, 4,464,464,
4,483,918, 4,540,657, 4,684,606, 4,728,599, 4,745,049, 4,935,321
und 5,013,639, EP-A-276,319, EP-A-286,253, EP-A-289,820, EP-A-309,158,
EP-A-309,159, EP-A-309,160,
EP-A-509,311, EP-A-510,576, DD-147,009,
157,147, 159,573 und 225,240A, GB-2,091,124A, JP-A-48-47335, JP-A-50-26530,
JP-A-51-25133, JP-A-51-26036, JP-A-51-27921, JP-A-51-27922, JP-A-51-149028,
JP-A-52-46816, JP-A-53-1520,
JP-A-53-1521, JP-A-53-15127, JP-A-53-146622, JP-A-54-91325, JP-A-54-106228,
JP-A-54-118246, JP-A-55-59464, JP-A-56-64333, JP-A-56-81836, JP-A-59-204041,
JP-A-61-84641, JP-A-62-118345, JP-A-62-247364, JP-A-63-167357, JP-A-63-214744, JP-A-63-301941,
JP-A-64-9452, JP-A-64-9454, JP-A-64-68745, JP-A-1-101543, JP-A-1-102454,
JP-A-2-792, JP-A-2-4239, JP-A-2-43541, JP-A-4-29237, JP-A-4-30165,
JP-A-4-232946 und JP-A-4-346338.
-
In
der Erfindung werden der öllösliche Farbstoff
und das hochsiedende organische Lösungsmittel im wäßrigen Medium
emulgiert und dann als emulgierte Dispersion verwendet. Beim Dispergieren
durch Emulgierung kann ein niedrigsiedendes organisches Lösungsmittel
in Kombination mit ihnen hinsichtlich der Emulgierungseigenschaft
in manchen Fällen
verwendet werden. Das niedrigsiedende organische Lösungsmittel, das
in Kombination verwendet werden kann, ist ein organisches Lösungsmittel
mit einem Siedepunkt von ca. 30 bis 150°C bei gewöhnlichem Druck. Beispiele für die bevorzugt
verwendeten niedrigsiedenden organischen Lösungsmittel schließen ohne
Beschränkung
einen Ester (zum Beispiel Ethylacetat, Butylacetat, Ethylpropionat, β-Ethoxyethylacetat
oder Methylcellosolveacetat), einen Alkohol (zum Beispiel Isopropylalkohol,
n-Butylalkohol oder sek-Butylalkohol), ein Keton (zum Beispiel Methylisobutylketon,
Methylethylketon oder Cyclohexanon), ein Amid (zum Beispiel Dimethylformamid
oder N-Methylpyrrolidon) und einen Ether (zum Beispiel Tetrahydrofuran
oder Dioxan) ein.
-
Die
Dispersion durch Emulgierung wird durchgeführt, um eine Ölphase,
in der der Farbstoff im hochsiedenden organischen Lösungsmittel
oder im gemischten Lösungsmittel
aus dem hochsiedenden organischen Lösungsmittel und dem niedrigsiedenden
organischen Lösungsmittel
in manchen Fällen
gelöst
ist, in einer wäßrigen Phase
zu dispergieren, die hauptsächlich
aus Wasser zusammengesetzt ist, um Öltröpfchen aus der Ölphase zu
bilden. In diesem Fall können
Additive wie ein Tensid, ein Benetzungsmittel, ein Farbstoffstabilisierungsmittel,
ein Emulsionsstabilisator, ein Konservierungsmittel und ein Fungizid,
die später
beschrieben werden, nach Bedarf hinzugegeben werden.
-
Als
Emulgierverfahren ist ein Verfahren der Zugabe der Ölphase zur
wäßrigen Phase
allgemein. Jedoch ist auch bevorzugt ein sogenanntes Phaseninversionsemulgierverfahren
der Zugabe der wäßrigen Phase
zur Ölphase
bevorzugt verwendbar.
-
Bei
der Dispersion durch Emulgierung in der Erfindung können verschiedene
Tenside verwendet werden. Bevorzugte Beispiele dafür schließen ein
anionisches Tensid wie ein Fettsäuresalz,
ein Alkylsulfat, ein Alkylbenzolsulfonat, ein Alkylnaphthalinsulfonat,
ein Dialkylsulfosuccinat, ein Alkylphosphat, ein Naphthalinsulfonsäure-Formalin-Kondensationsprodukt
oder ein Polyoxyethylenalkylsulfat; und ein nichtionisches Tensid wie
einen Polyoxyethylenalkylether, einen Polyoxyethylenalkylallylether,
einen Polyoxyethylenfettsäureester, einen
Sorbitanfettsäureester,
einen Polyoxyethylensorbitanfettsäureester, ein Polyoxyethylenalkylamin,
einen Glycerinfettsäureester
oder ein Oxyethylen-Oxypropylen-Blockcopolymer ein. SURFINOLE (Air
Products & Chemicals),
acetylenische Polyoxyethylenoxidtenside, werden auch bevorzugt verwendet.
Ferner sind auch amphotere Tenside vom Aminoxid-Typ wie ein N,N-Dimethyl-N-alkylaminoxid
bevorzugt. Außerdem
können auch
Tenside verwendet werden, die in JP-A-59-157636, Seiten 37 und 38,
und in Research Disclosure Nr. 308119 (1989) beschrieben werden.
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Die
in der Emulgierung verwendeten Tenside unterscheiden sich im Zweck
vom oben genannten Tensid, das hinzugegeben wird, um die Flüssigkeitseigenschaften
der Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung einzustellen. Jedoch können die
gleichen Typen von Tensiden verwendet werden. Als Ergebnis kann
auch die Funktion der Einstellung der Eigenschaften der Tinte durchgeführt werden.
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Zur
Stabilisierung einer Farbstoffdispersion gerade nach der Emulgierung
kann auch ein wasserlösliches
Polymer in Kombination mit dem oben genannten Tensid hinzugegeben
werden. Als wasserlösliche
Polymere werden bevorzugt Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon,
Polyethylenoxid, Polyacrylsäure,
Polyacrylamid und Copolymere daraus verwendet. Natürliche wasserlösliche Polymere
wie ein Polysaccharid, Casein und Gelatine werden auch, bevorzugt
verwendet.
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Ferner
kann zur Stabilisierung der Farbstoffdispersion auch eine Polyvinyl-Verbindung,
ein Polyurethan, ein Polyester, ein Polyamid, ein Polyharnstoff
oder ein Polycarbonat, das durch Polymerisation eines Acrylats,
eines Methacrylats, eines Vinylesters, eines Acrylamids, eines Methacrylamids,
eine Olefins, eines Styrols, eines Vinylethers und eines Acrylnitrils
erhalten wird, das im wesentlichen unlöslich im wäßrigen Medium ist, in Kombination
verwendet werden. Es ist bevorzugt, daß diese Polymere -SO2- oder -COO– enthalten. Wenn
jedes dieser Polymere, die im wesentlichen unlöslich im wäßrigen Medium sind, in Kombination
verwendet wird, wird es bevorzugt in einer Menge von 20 Gew.% oder
weniger und besonders bevorzugt in einer Menge von 10 Gew.% oder
weniger verwendet, bezogen auf das hochsiedende organische Lösungsmittel.
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Wenn
die Dispersion durch Emulgierung den öllöslichen Farbstoff und das hochsiedende
organische Lösungsmittel
dispergiert, um die wäßrige Tinte
herzustellen, ist es besonders wichtig, ihre Teilchengröße zu steuern.
Zur Erhöhung
von Farbreinheit und -dichte bei der Erzeugung eines Bildes durch
den Tintenstrahl ist es unerläßlich, die
durchschnittliche Teilchengröße zu verringern.
Der Volumenmittelwert der Teilchengröße ist bevorzugt 1 μm oder weniger
und besonders bevorzugt 5 bis 100 nm.
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Der
Volumenmittelwert der Teilchengröße und die
Teilchengrößenverteilung
der oben genannten dispergierten Teilchen können leicht durch bekannte
Verfahren gemessen werden, die in Jikkken Kagaku Koza (Kurs für experimentelle
Chemie), 4. Auflage, Seiten 417 und 418, beschrieben werden, sowie
durch das statische Lichtstreuverfahren, das dynamische Lichtstreuverfahren
und das Zentrifugensedimentationsverfahren.
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Zum
Beispiel wird die Tinte mit destilliertem Wasser verdünnt, um
die Konzentration der in der Tinte enthaltenen Teilchen auf 0,1
bis 1 Gew.% zu bringen, und ihre Teilchengröße kann leicht mit einer handelsüblichen
Vorrichtung zur Messung des Volumenmittelwerts der Teilchengröße gemessen
werden (zum Beispiel Microtruck UPA, hergestellt von Nikkiso Co.,
Ltd.). Ferner ist das dynamische Lichtstreuverfahren, das den Laser-Doppler-Effekt
verwendet, besonders bevorzugt, weil die Teilchengröße bis zu
geringer Größe hin gemessen
werden kann.
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Der
Begriff "Volumenmittelwert
der Teilchengröße" bedeutet die durchschnittliche
Teilchengröße, gewichtet
nach Teilchenvolumen, und wird durch Dividieren der Summe der Produkte
der Durchmesser der jeweiligen Teilchen und ihrer Volumina durch
das Gesamtvolumen der Teilchen in einer Sammlung der Teilchen erhalten.
Der Volumenmittelwert der Teilchengröße wird beschrieben in Soichi
Muroi, Kobunshi Latex no Kagaku (Chemie der Polymerlatizes), Kobunshi
Kankokai, Seite 119.
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Ferner
ist es klar, daß die
Gegenwart von groben Teilchen eine sehr große Rolle in der Druckleistung spielt.
Das heißt
es wurde festgestellt, daß die
groben Teilchen die Düsen
eines Kopfes verstopfen oder Flecken bilden, selbst wenn die groben
Teilchen nicht die Düsen
verstopfen, was zu einem Versagen des Tintenausstoß oder zur
Verzerrung des Tintenausstoß führt, wodurch
ein wichtiger Einfluß auf
die Druckleistung ausgeübt
wird. Um dies zu verhindern, ist es wichtig, daß Teilchen mit einer Größe von 5 μm oder mehr,
die in der Tinte enthalten sind, auf 10 Teilchen oder weniger reduziert
werden, und daß Teilchen
mit einer Größe von 1 μm oder mehr
auf 1000 Teilchen oder weniger reduziert werden.
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Als
Verfahren zur Entfernung dieser groben Teilchen können das
bekannte Zentrifugieren und die Mikrofiltration verwendet werden.
Diese Trennmittel können
entweder gerade nach der Dispersion durch Emulgierung oder nach
Zugabe verschiedener Additive, wie zum Beispiel des Benetzungsmittels
und des Tensids, zur emulgierten Dispersion und gerade vor der Beladung
der Tintenkartusche mit der resultierenden Dispersion eingesetzt
werden.
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Als
ein wirksames Mittel zur Reduzierung der durchschnittlichen Teilchengröße und zur
Entfernung grober Teilchen kann ein mechanischer Emulgierer verwendet
werden.
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Als
Emulgierer können
eine bekannte Vorrichtung wie ein einfacher Rührer oder ein Rührschaufelrührsystem,
ein prozeßinternes
Rührsystem,
ein Mahlsystem wie eine Kolloidmühle
und ein Ultraschallsystem verwendet werden. Jedoch ist die Verwendung
eines Hochdruckhomogenisators besonders bevorzugt.
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Bezüglich des
Hochdruckhomogenisators wird sein ausführlicher Mechanismus in US-PS
4,533,254 und JP-A-6-47264 beschrieben. Als kommerziell erhältliche
Vorrichtung gibt es einen Gaulin-Homogenisator (A.P.V.
GAULIN INC.), einen Microfluidizer (MICROFLUIDEX INC.) und einen
Ultimizer (Sugino Machine Limited).
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Der
Hochdruckhomogenisator mit einem Mechanismus der feinen Pulverisierung
von Teilchen in Ultrahochdruckstrahlen, der seit kurzem verwendet
wird und in
US-PS 5,720,551 beschrieben
wird, ist besonders wirksam. Beispiele für die Emulgierer unter Verwendung
der Ultrahochdruckstrahlen schließen DeBEE 2000 (BEE INTERNATIONAL
LTD.) ein.
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Wenn
die Emulgierung mit dem Hochdruckemulgierdisperger durchgeführt wird,
ist der Druck 50 MPa oder mehr, besonders bevorzugt 60 MPa oder
mehr und besonders bevorzugt 180 MPa oder mehr. Es ist besonders
bevorzugt, daß zwei
oder mehr Typen von Emulgierern in Kombination verwendet werden,
zum Beispiel daß die
Farbstoffdispersion mit dem Rühremulgierer
emulgiert wird und dann durch den Hochdruckhomogenisator geleitet
wird. Es ist auch bevorzugt, daß die
Farbstoffdispersion einmal mit dem Emulgierer emulgiert wird und
dann erneut durch den Hochdruckhomogenisator geleitet wird, nachdem
Additive wie das Benetzungsmittel und das Tensid hinzugegeben wurden
und bevor die resultierende Tinte in eine Tintenkartusche gefüllt wird.
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Wenn
das niedrigsiedende organische Lösungsmittel
zusätzlich
zum hochsiedenden organischen Lösungsmittel
enthalten ist, ist es bevorzugt im Hinblick auf die Stabilität des emulgierten
Produkts und die Sicherheit und Gesundheit, daß das niedrigsiedende Lösungsmittel
entfernt wird. Als Verfahren zur Entfernung des niedrigsiedenden
Lösungsmittels
können
verschiedene bekannte Verfahren in Abhängigkeit vom Lösungsmitteltyp
verwendet werden. Das heißt
solche Verfahren schließen
die Verdampfung, die Vakuumverdampfung und die Ultrafiltration ein.
Dieses Verfahren zur Entfernung des niedrigsiedenden organischen
Lösungsmittels
wird bevorzugt so früh
wie möglich
gerade nach der Emulgierung durchgeführt.
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Als
Ergebnis intensiver Studien haben die vorliegenden Erfinder gefunden,
daß die
Ausstoßqualität beim kontinuierlichen
Drucken verbessert wird, indem die Erzeugung von Bläschen beim
Tintenstrahldruck verhindert wird oder man die erzeugten Bläschen verschwinden
läßt.
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Entsprechend
ist die Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Tinte
eine Blasenhöhe
von 30 mm oder weniger hat, wenn die Tinte 30-mal oder mehr für 10 Sekunden geschüttelt und
für 3 Minuten
stehengelassen wurde, oder eine Blasenhöhe von 50 mm oder weniger,
gerade nachdem die Tinte 30-mal oder mehr für 10 Sekunden geschüttelt wurde.
Bevorzugt hat die Tinte eine Blasenhöhe von 30 mm oder weniger,
wenn die Tinte 30-mal oder mehr für 10 Sekunden geschüttelt und
für 3 Minuten stehengelassen
wurde, und eine Blasenhöhe
von 50 mm oder weniger, gerade nachdem die Tinte 30-mal oder mehr
für 10
Sekunden geschüttelt
wurde.
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Die
Blasenhöhe
nach dem Stehen für
3 Minuten ist bevorzugt 20 mm oder weniger und besonders bevorzugt
15 mm oder weniger.
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Ferner
ist die Blasenhöhe
gerade nach dem Schütteln
bevorzugt 40 mm oder weniger und besonders bevorzugt 20 mm oder
weniger.
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In
der Erfindung gibt es keine besondere Beschränkung für das Mittel zur Verhinderung
der Erzeugung von Bläschen
in der Tinte und/oder zum Verschwindenlassen der erzeugten Bläschen. Jedoch
ist es bevorzugt, daß ein
nachfolgend beschriebenes Antischaummittel, und zwar ein nichtionisches
Tensid, hinzugegeben wird, wodurch die Erzeugung der Bläschen verhindert
wird und/oder man das Verschwinden der erzeugten Bläschen erlaubt.
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Der
Begriff "nichtionisches
Tensid" wie in der
Erfindung verwendet bedeutet eine Verbindung, die als solche auf
einer Flüssigkeitsoberfläche anstelle
einer das Schäumen
verursachenden Substanz existiert und als solche keine Fähigkeit
hat, eine Widerstandskraft gegen das Verdünnen eines Bläschenfilms
zu ergeben.
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Die
nichtionischen Tenside sind ausgewählt aus:
- (1)
Alkylester-Typ: R1(R2)CHCOO(C2H4O)n,
worin R1 und R2 jeweils
eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellen und
n 1 bis 8 ist; und
- (2) Acetylendiol und sein Additionsprodukt, an das 0 bis 8 mol
Ethylenoxid addiert sind.
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Darunter
sind u.a. die nichtionischen Tenside mit einem HLB-Wert von ca. 1 bis
ca. 4 besonders bevorzugt.
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Die
oben beschriebenen Antischaummittel können entweder allein oder als
Kombination aus zwei oder mehreren daraus verwendet werden.
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Die
Menge des zur Tinte hinzugegebenen Antischaummittels ist bevorzugt
0,001 bis 5 Gew.% und besonders bevorzugt 0,01 bis 3 Gew.%. Wenn
die hinzugegebene Menge zu klein ist, wird die Antischaumwirkung
nicht ausreichend erzeugt. Wenn andererseits die hinzugegebene Menge
zu groß ist,
erfolgt unvorteilhaft eine Schichttrennung in der Tintenlösung.
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Zusätzlich zum
oben genannten Antischaummittel können Additive wie ein Trocknungsverhinderungsmittel
zur Verhinderung der Verstopfung, die durch das Trocknen der Tinte
in den Strahldüsen
verursacht wird, ein Durchdringungsbeschleuniger, der die Tinte
besser in das Papier eindringen läßt, ein UV-Absorber, ein Oxidationsinhibitor,
ein Viskositätsmodifizierer,
ein Dispergiermittel, ein Fungizid, ein Korrosionsinhibitor, ein pH-Einstellungsmittel
und ein Komplexbildner entsprechend ausgewählt werden, um sie in geeigneten
Mengen in der in der Erfindung erhaltenen Tinte für die Tintenstrahlaufzeichnung
zu verwenden.
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Als
Trocknungsverhinderungsmittel, das in der Erfindung verwendet wird,
ist ein wasserlösliches
organisches Lösungsmittel
mit einem Dampfdruck von weniger als demjenigen von Wasser bevorzugt.
Spezifische Beispiele dafür
schließen
einen mehrwertigen Alkohol ein, der durch Ethylenglykol, Propylenglykol,
Diethylenglykol, Polyethylenglykol, Thiodiglykol, Diethiodiglykol,
2-Methyl-1,3-propandiol, 1,2,6-Hexantriol, ein Acetylenglykol-Derivat,
Glycerin oder Trimethylolpropan dargestellt wird; einen niederen
Alkylether eines mehrwertigen Alkohols wie Ethylenglykolmonomethyl(oder
monoethyl)ether, Diethylenglykolmonomethyl(oder monoethyl)ether
oder Triethylenglykolmonoethyl(oder monobutyl)ether; einen Heterocyclus
wie 2-Pyrrolidon, N-Methyl-2-pyrrolidon, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon
oder N-Ethylmorpholin;
eine schwefelhaltige Verbindung wie Sulfolan, Dimethylsulfoxid oder
3-Sulfolen; eine multifunktionelle Verbindung wie Diacetonalkohol
oder Diethanolamin; und ein Harnstoff-Derivat. Darunter ist der
mehrwertige Alkohol wie Glycerin oder Diethyletherglykol besonders
bevorzugt. Die oben genannten Trocknungsverhinderungsmittel können entweder allein
oder als Kombination aus zwei oder mehreren daraus verwendet werden.
Diese Trocknungsverhinderungsmittel sind bevorzugt in der Tinte
in einer Menge von 10 bis 50 Gew.% enthalten.
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Als
Durchdringungsbeschleuniger kann ein Alkohol wie Ethanol, Isopropanol,
Butanol, Di(tri)ethylenglykolmonobutylether oder 1,2-Hexandiol;
Natriumlaurylsulfat; Natriumoleat; oder ein nichtionisches Tensid
verwendet werden. Wenn diese jeweils in der Tinte in einer Menge
von 10 bis 30 Gew.% enthalten sind, wird die Wirkung ausreichend
erreicht. Es ist deshalb bevorzugt, daß diese jeweils im Bereich
der hinzugegebenen Menge verwendet werden, in der kein Verschmieren
des Drucks und kein Durchdrucken erfolgen.
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Als
UV-Absorber, die zur Verbesserung der Bildbewahrungsqualität in der
Erfindung verwendet werden, können
Benzotriazol-Verbindungen verwendet werden, beschrieben in JP-A-58-185677, JP-A-61-190537,
JP-A-2-782, JP-A-5-197075 und JP-A-9-34057, Benzophenon-Verbindungen,
beschrieben in JP-A-46-2784, JP-A-5-194483 und US-PS 3,214,463,
Zimtsäure-Verbindungen,
beschrieben in JP-B-48-30492
(der Begriff "JP-B" wie hier verwendet
bedeutet eine "geprüfte japanische
Patentveröffentlichung"), JP-B-56-21141
und JP-A-10-88106, Triazin-Verbindungen, beschrieben in JP-A-4-298503, JP-A-8-53427,
JP-A-8-239368, JP-A-10-182621 und JP-T-8-501291 (der Begriff "JP-T" wie hier verwendet
bedeutet eine "veröffentlichte
japanische Übersetzung
einer PCT-Patentanmeldung"), Verbindungen,
die in Research Disclosure Nr. 24239 beschrieben werden, und Verbindungen,
die UV-Strahlen
absorbieren und Fluoreszenz emittieren, dargestellt durch Stilben-
und Benzoxazol-Verbindungen, sogenannte Fluoreszenzaufheller.
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In
der Erfindung können
als Oxidationsinhibitoren, die zur Verbesserung der Bildbewahrungsqualität verwendet
werden, verschiedene organische und Metallkomplex-Antiausbleichmittel
verwendet werden. Die organischen Antiausbleichmittel schließen ein
Hydrochinon, ein Alkoxyphenol, ein Dialkoxyphenol, ein Phenol, ein
Anilin, ein Amin, ein Indan, ein Chroman, ein Alkoxylanilin und
einen Heterocyclus ein, und die Metallkomplex-Antiausbleichmittel
schließen
einen Nickelkomplex und einen Zinkkomplex ein. Insbesondere können Verbindungen
verwendet werden, die in den Patenten beschrieben werden, die zitiert
werden in Research Disclosure Nr. 17643, VII, Absätze I und
J, ibid. Nr. 15162, ibid. Nr. 18716, Seite 650, linke Spalte, ibid.
Nr. 36544, Seite 527, ibid. Nr. 307105, Seite 872 und ibid. Nr.
15162, und Verbindungen, die in allgemeinen Formeln der typischen
Verbindungen und Verbindungsbeispiele eingeschlossen sind, die in
JP-A-62-215272, Seiten 127 bis 137, beschrieben werden.
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Die
in der Erfindung verwendeten Konservierungsmittel schließen Natriumdehydroacetat,
Natriumbenzoat, Natriumpyridinthio-1-oxid, Ethyl-p-hydroxybenzoat,
1,2-Benzisothiazolin-3-on und ein Salz davon ein. Diese werden bevorzugt
in der Tinte in einer Menge von 0,02 bis 5,00 Gew.% verwendet.
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Einzelheiten
darüber
werden beschrieben in Bokin Bobai-zai Jiten (Enzyklopädie der
Mikrobiozide und Fungizide), herausgegeben von Nippon Bokin Bobai
Gakkai Jiten Henshu Iinkai (Enzyklopädie Herausgeberkommittee der
japanischen Gesellschaft für
Mikrobiozide und Fungizide).
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Ferner
schließen
die Korrosionsinhibitoren zum Beispiel ein saures Sulfit, Natriumthiosulfat,
Ammoniumglycolat, Diisopropylammoniumnitrat, Pentaerythrittetranitrat,
Dicyclohexylammoniumnitrit und Benzotriazol ein. Diese werden jeweils
bevorzugt in der Tinte in einer Menge von 0,02 bis 5,00 Gew.% verwendet.
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Das
in der Erfindung verwendete pH-Einstellungsmittel kann in geeigneter
Weise in bezug auf die pH-Einstellung und Dispersionsstabilität verwendet
werden und wird bevorzugt so verwendet, daß der pH der Tinte bei 25°C auf 8 bis
11 eingestellt ist. Ein pH von weniger als 8 führt zu einer Abnahme der Löslichkeit
des Farbstoffs, was zur Verstopfung der Düsen führen kann. Andererseits führt das Überschreiten
von 11 zu einer Tendenz der Verschlechterung der Wasserbeständigkeit.
Die pH-Einstellungsmittel schließen eine organische Base und
ein anorganisches Alkali als basische Mittel und eine organische
Säure und
eine anorganische Säure
als saure Mittel ein.
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Als
basische Verbindung kann auch eine anorganische Verbindung wie Natriumhydroxid,
Kaliumhydroxid, Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat,
Kaliumhydrogencarbonat, Natriumacetat, Kaliumacetat, Natriumphosphat
oder Natriummonohydrogenphosphat oder eine organische Base wie wäßriges Ammoniak,
Methylamin, Ethylamin, Diethylamin, Triethylamin, Ethanolamin, Diethanolamin,
Triethanolamin, Ethylendiamin, Piperidin, Diazabicyclooctan, Diazabicycloundecen,
Pyridin, Chinolin, Picolin, Ludidin oder Collidin verwendet werden.
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Als
saure Verbindung kann auch eine anorganische Verbindung wie Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Borsäure, Natriumhydrogensulfat,
Kaliumhydrogensulfat, Kaliumdihydrogensulfat oder Natriumdihydrogenphosphat
oder eine organische Verbindung wie Essigsäure, Weinsäure, Benzoesäure, Trifluoressigsäure, Methansulfonsäure, Ethansulfonsäure, Benzolsulfonsäure, p-Toluolsulfonsäure, Zuckersäure, Phthalsäure, Picolinsäure oder
Chinolinsäure
verwendet werden.
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Die
Leitfähigkeit
der Tinte der Erfindung ist im Bereich von 0,01 bis 10 S/m und bevorzugt
im Bereich von 0,05 bis 5 S/m.
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Die
Leitfähigkeit
kann durch das Elektrodenverfahren unter Verwendung von handelsüblichem
gesättigtem
Kaliumchlorid gemessen werden.
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Die
Leitfähigkeit
ist hauptsächlich
durch die Ionenkonzentration in wäßriger Lösung steuerbar. Wenn die Salzkonzentration
hoch ist, kann ein Entsalzen mit einer Ultrafiltermembran durchgeführt werden.
Wenn die Leitfähigkeit
durch Zugabe von Salzen eingestellt wird, kann sie ferner durch
Zugabe verschiedener organischer Salze oder anorganischer Salze
eingestellt werden.
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Die
anorganischen Salze schließen
eine anorganische Verbindung wie ein Kaliumhalogenid, ein Natriumhalogenid,
Natriumsulfat, Kaliumsulfat, Natriumhydrogensulfat, Kaliumhydrogensulfat,
Natriumnitrat, Kaliumnitrat, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumhydrogencarbonat,
Natriumphosphat, Natriummonohydrogenphosphat, Borsäure, Kaliumdihydrogenphosphat
oder Natriumdihydrogenphosphat ein. Eine organische Verbindung wie
Natriumacetat, Kaliumacetat, Kaliumtartrat, Natriumtartrat, Natriumbenzoat,
Kaliumbenzoat, Natrium-p-toluolsulfonat, Kaliumsaccharat, Kaliumphthalat
oder Natriumpicolinat kann auch verwendet werden.
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Ferner
kann die Leitfähigkeit
auch durch Auswahl einer Komponente eines später beschriebenen wäßrigen Mediums
eingestellt werden.
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Die
Viskosität
der Tinte der Erfindung beträgt
bevorzugt 1 bis 30 mPa·s,
besonders bevorzugt 2 bis 15 mPa·s und insbesondere bevorzugt
2 bis 10 mPa·s
bei 25°C.
Ein Überschreiten
von 30 mPa·s
führt zu
einer langsamen Fixierungsrate eines aufgezeichneten Bildes und
zu einer Verschlechterung der Ausstoßleistung, wohingegen weniger
als 1 mPa·s
zum Verschmieren eines aufgezeichneten Bildes unter Verringerung
des Qualitätsniveaus
führt.
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Die
Viskosität
der Tinte ist beliebig einstellbar durch die Menge eines hinzugegeben
Tintenlösungsmittels.
Die Tintenlösungsmittel
schließen
zum Beispiel Glycerin, Diethylenglykol, Triethanolamin, 2-Pyrrolidon, Diethylenglykolmonobutylether
und Triethylenglykolmonobutylether ein.
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Ferner
kann auch der Viskositätsmodifizierer
verwendet werden. Die Viskositätsmodifizierer
schließen zum
Beispiel eine Cellulose, ein wasserlösliches Polymer wie Polyvinylalkohol
und ein nichtionisches Tensid ein. Sie werden in größerem Detail
beschrieben in Viscosity Controlling Technology, Kapitel 9, Gijutsu
Joho Kyokai (Technische Informationsvereinigung) (1999) und in Chemicals
for Ink Jet Printers (ergänzt
1998), Survey of Development Trend-Outlook of Materials, Seiten
162 bis 174, CMC (1997).
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Obwohl
ein Verfahren zur Messung der Viskosität einer Flüssigkeit in JIS Z8803 im Detail
beschrieben wird, kann die Viskosität leicht mit einem handelsüblichen
Viskosimeter gemessen werden. Rotationsviskosimeter schließen zum
Beispiel ein Viskosimeter vom B-Typ und ein Viskosimeter vom E-Typ
ein, hergestellt von Tokyo Keiki Co., Ltd. In der Erfindung wurde
die Viskosität
bei 25°C
mit einem Vibrationsviskosimeter vom Typ VM-100A-L gemessen, hergestellt
von Yamaichi Denki. Obwohl die Einheit der Viskosität Pascal·Sekunden (Pa·s) ist,
wird gewöhnlich
Millipascal·Sekunde
(mPa·s)
verwendet.
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Die
Oberflächenspannung
der in der Erfindung verwendeten Tinte ist bevorzugt 20 bis 50 mN/m
und besonders bevorzugt 20 bis 40 mN/m bei 25°C sowohl in der dynamischen Oberflächenspannung
als auch in der statischen Oberflächenspannung. Wenn die Oberflächenspannung
50 mM/m übersteigt,
ist die Ausstoßstabilität verringert
und ein Verschmieren bei der Farbmischung und verschmierte Druckkanten
treten auf, wodurch die Druckqualität signifikant verschlechtert
wird. Wenn andererseits die Oberflächenspannung der Tinte weniger
als 20 mN/m ist, haftet die Tinte an der Oberfläche der Ausrüstung, wodurch
in manchen Fällen
ein schlechter Druck verursacht wird.
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Zur
Einstellung der Oberflächenspannung
können
verschiedene kationische, anionische und nichtionische Tenside hinzugegeben
werden. Die Tenside werden jeweils bevorzugt in einer Menge im Bereich
von 0,01 bis 20 Gew.% und besonders bevorzugt in einer Menge im
Bereich von 0,1 bis 10 Gew.% auf Basis der Tinte für den Tintenstrahldruck
verwendet. Die Tenside können
als Kombination aus zwei oder mehreren daraus verwendet werden.
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Als
Verfahren zur Messung der statischen Oberflächenspannung sind ein Kapillarsteigverfahren,
ein Tropfenverfahren und ein Verfahren des hängenden Rings bekannt. Jedoch
wird in der Erfindung die statische Oberflächenspannung durch ein Verfahren
der vertikalen Platte gemessen.
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Wenn
ein dünnes
Glasplättchen
oder Platinblech vertikal aufgehängt
wird, wobei ein Teil davon in eine Flüssigkeit eintaucht, wirkt die
Oberflächenspannung
der Flüssigkeit
nach unten entlang einer Länge,
mit der die Flüssigkeit
in Kontakt mit dem Plättchen/Blech
steht. Die Oberflächenspannung
kann durch Ausgleichen dieser Spannung mit einer nach oben gerichteten
Kraft gemessen werden.
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Ferner
sind als Verfahren zur Messung der dynamischen Oberflächenspannung
ein Verfahren des vibrierenden Strahls, ein Meniskustropfenverfahren
und ein Verfahren des maximalen Blasendrucks bekannt, wie zum Beispiel
beschrieben in Shin Jikken Kagaku Koza (Neuer Kurs für experimentelle
Chemie), Band 18, Interface and Colloid, Seiten 69 bis 90, Maruzen
Co., Ltd. (1977). Ferner ist ein Flüssigkeitsfilmzerstörungsverfahren
bekannt, wie beschrieben in JP-A-3-2064. In der Erfindung wird die
dynamische Oberflächenspannung
jedoch durch ein Blasendruckdifferenzverfahren gemessen. Sein Meßprinzip
und -verfahren werden nachfolgend beschrieben.
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Wenn
eine Blase in einer durch Rühren
homogenisierten Lösung
gebildet wird, bildet sich eine neue Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche, und Tensidmoleküle in der
Lösung
sammeln sich an der Grenzfläche
des Wassers mit konstanter Geschwindigkeit. Wenn die Blasengeschwindigkeit
(die Bildungsgeschwindigkeit der Blase) verändert wird, führt die
verlangsamte Bildungsrate dazu, daß sich mehr Tensidmoleküle an der
Oberfläche der
Blase sammeln. Entsprechend ist der maximale Blasendruck gerade
vor dem Platzen der Blase verringert, und der maximale Blasendruck
(Oberflächenspannung)
gegenüber
der Blasenrate kann detektiert werden. Bevorzugte Beispiele für Verfahren
zur Messung der dynamischen Oberflächenspannung schließen ein
Verfahren der Bildung einer Blase in einer Lösung unter Verwendung zweier
großer
und kleiner Sonden, der Messung des Differenzdrucks im Zustand des
maximalen Blasendrucks der zwei Sonden und der Berechnung der dynamischen
Oberflächenspannung
ein.
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In
bezug auf die Ausstoßstabilität der Tinte,
die Druckbildqualität,
verschiedene Echtheitseigenschaften eines Bildes und Reduzierungen
des Verschmierens eines Bildes nach dem Drucken und der Klebrigkeit einer
gedruckten Oberfläche
ist es bevorzugt, daß nichtflüchtige Bestandteile
in der Tinte der Erfindung in einer Menge von 10 bis 70 Gew.% auf
Basis der Gesamtmenge der Tinte enthalten sind. Ferner ist es in
bezug auf die Ausstoßstabilität der Tinte
und die Reduzierung des Verschmierens eines Bildes nach dem Druck
besonders bevorzugt, daß die
nichtflüchtigen
Bestandteile in einer Menge von 20 bis 60 Gew.% enthalten sind.
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Der
Begriff "nichtflüchtige Bestandteile" bedeutet flüssige und
feste Bestandteile und Bestandteile mit hohem Molekulargewicht mit
einem Siedepunkt von 150°C
oder mehr bei 1 atm. Die in der Tinte für die Tintenstrahlaufzeichnung
enthaltenen nichtflüchtigen
Bestandteile schließen
einen Farbstoff, ein hochsiedendes Lösungsmittel und einen Polymerlatex,
ein Tensid, einen Farbstoffstabilisator, ein Fungizid und einen
Puffer ein, die nach Bedarf hinzugegeben werden. Viele dieser nichtflüchtigen
Bestandteile, ausgenommen der Farbstoffstabilisator, verringern
die Dispersionsstabilität
der Tinte. Ferner existieren sie auf dem das Tintenstrahlbild aufnehmenden
Papier selbst nach dem Drucken, so daß eine Stabilität durch
Assoziation des Farbstoffs auf dem Tintenaufnahmepapier gehemmt
wird, wodurch verschiedene Echtheitseigenschaften eines Bildbereiches
und das Verschmieren eines Bildes unter Bedingungen hoher Feuchtigkeit
verschlechtert werden.
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In
der Erfindung ist es auch möglich,
daß eine
Verbindung mit hohem Molekulargewicht enthalten ist. Der Begriff "Verbindung mit hohem
Molekulargewicht" wie
hier verwendet bedeutet alle hochmolekularen Verbindungen mit einem
Zahlenmittelwert des Molekulargewichts von 5000 oder mehr, die in
der Tinte enthalten sind. Diese hochmolekularen Verbindungen schließen eine
wasserlösliche
hochmolekulare Verbindung, die substantiell löslich in einem wäßrigen Medium
ist, eine wasserdispergierbare hochmolekulare Verbindung wie einen
Polymerlatex oder eine Polymeremulsion und eine alkohollösliche hochmolekulare
Verbindung, die in einem als Verschnittmittel verwendeten mehrwertigen
Alkohol löslich
ist, ein. Die in der Erfindung verwendeten Verbindungen mit hohem
Molekulargewicht schließen
beliebige Verbindungen ein, so lange sie im wesentlichen homogen
löslich
oder dispergierbar in der Tintenlösung sind.
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Spezifische
Beispiele für
wasserlöslichen
hochmolekularen Verbindungen schließen wasserlösliche Polymere wie Polyvinylalkohol,
Silanol-modifizierten Polyvinylalkohol, Carboxymethylcellulose,
Hydroxyethylcellulose, Polyvinylpyrrolidon, ein Polyalkylenoxid
wie Polyethylenoxid oder Polypropylenoxid und ein Polyalkylenoxid-Derivat;
natürliche
wasserlösliche
Polymere wie ein Polysaccharid, Stärke, kationisierte Stärke, Casein
und Gelatine; wäßrige Acrylharze
wie Polyacrylsäure,
Polyacrylamid und Copolymere daraus; wäßrige Alkydharze; und wasserlösliche hochmolekulare
Verbindungen mit jeweils einer -SO3 –-Gruppe
oder einer -COO–-Gruppe in ihrem Molekül, die substantiell
in einem wäßrigen Medium
löslich
sind, ein.
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Die
Polymerlatizes schließen
einen Styrol-Butadien-Latex, einen Styrol-Acryl-Latex und einen
Polyurethanlatex ein. Ferner schließen die Polymeremulsionen eine
Acrylemulsion ein.
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Diese
wasserlöslichen
hochmolekularen Verbindungen können
entweder allein oder als Kombination aus zwei oder mehreren daraus
verwendet werden.
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Wie
schon beschrieben wurde, wird die wasserlösliche hochmolekulare Verbindung
als Viskositätsmodifizierer
verwendet, um die Viskosität
der Tinte auf einen Viskositätsbereich
einzustellen, in dem die Ausstoßeigenschaften
gut sind. Wenn ihre Menge jedoch zu hoch ist, nimmt die Viskosität der Tinte
zu, wodurch die Ausstoßstabilität der Tintenlösung verringert
wird. Als Ergebnis neigen die Düsen
zu Verstopfung mit einem im Zeitverlauf in der Tinte gebildeten
Niederschlag.
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Die
Menge der als Viskositätsmodifizierer
hinzugegebenen hochmolekularen Verbindung beträgt 0 bis 5 Gew.%, bevorzugt
0 bis 3 Gew.% und besonders bevorzugt 0 bis 1 Gew.% auf Basis der
Gesamtmenge der Tinte, obwohl sie vom Molekulargewicht der hinzuzugebenden
Menge abhängt
(ein höheres
Molekulargewicht erfordert eine geringere Menge der hinzugegebenen
Verbindung).
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In
der Erfindung können
neben den oben genannten Tensiden Einstellungsmittel für die Oberflächenspannung
verwendet werden. Beispiele dafür
schließen
nichtionische, kationische und anionische Tenside ein. Zum Beispiel
schließen
die anionischen Tenside ein Fettsäuresalz, ein Alkylsulfat, ein
Alkylbenzolsulfonat, ein Alkylnaphthalinsulfonat, ein Dialkylsulfosuccinat,
ein Alkylphosphat, ein Naphthalinsulfonsäure-Formalin-Kondensationsprodukt
und ein Polyoxyethylenalkylsulfat ein. Die nichtionischen Tenside
schließen
einen Polyoxyethylenalkylether, einen Polyoxyethylenalkylallylether,
einen Polyoxyethylenfettsäureester,
einen Sorbitanfettsäureester,
einen Polyoxyethylensorbitanfettsäureester, ein Polyoxyethylenalkylamin,
einen Glycerinfettsäureester
und ein Oxyethylen-Oxypropylen-Blockcopolymer ein. SURFINOLE (Air
Products & Chemicals),
acetylenische Polyoxyethylenoxidtenside, werden auch bevorzugt verwendet.
Ferner sind auch amphotere Tenside vom Aminoxid-Typ wie N,N-Dimethyl-N-alkylaminoxid
bevorzugt. Außerdem
können
auch Tenside verwendet werden, die in JP-A-59-157636, Seiten 37
und 38, und in Research Disclosure Nr. 308119 (1989) beschrieben
werden.
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In
der Erfindung können
die oben beschriebenen verschiedenen kationischen, anionischen und
nichtionischen Tenside als Dispergiermittel und Dispersionsstabilisatoren
verwendet werden, und Fluor- oder Silicon-Verbindungen oder Komplexbildner,
die durch EDTA dargestellt werden, können auch als Antischaummittel
nach Bedarf verwendet werden.
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Nachfolgend
werden das in der Erfindung verwendete Aufzeichnungspapier und die
Aufzeichnungsfolie beschrieben. Ein Träger für das Aufzeichnungspapier oder
die Aufzeichnungsfolie ist aus Zellstoff wie LBKP oder NBKP, Holzstoff
wie GP, PGW, RMP, TMP, CTMP, CMP oder CGP oder Halbstoff aus Altpapier
wie DIP hergestellt, dem verschiedene bekannte Additive wie ein
Pigment, ein Bindemittel, ein Leimungsmittel, ein Fixiermittel,
ein kationisches Mittel und ein Papierverfestigungsmittel hinzugegeben
werden, und wird mit verschiedenen Maschinen wie einer Siebpapiermaschine
und einer Zylinderpapiermaschine hergestellt. Neben diesen Trägern kann
ein beliebiges aus synthetischem Papier und einer Kunststoffolienbahn
als Träger
verwendet werden. Die Dicke des Trägers ist wünschenswert 10 bis 250 μm, und sein
Flächengewicht
ist wünschenswert
10 bis 250 g/m2.
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Der
Träger
kann mit einer Bildaufnahmeschicht und einer rückseitigen Schicht als solche
zu Erzeugung eines Bildaufnahmematerials der Erfindung versehen
werden oder kann mit Leimpressenbeschichtungen oder Ankerüberzugsschichten
auf beiden Seiten unter Verwendung von Stärke oder Polyvinylalkohol versehen
und dann mit einer Bildaufnahmeschicht und einer rückseitigen
Schicht zur Bildung eines Bildaufnahmematerials versehen werden.
Ferner kann der Träger
einer Abflachungsbehandlung unter Verwendung einer Kalandervorrichtung
wie zum Beispiel mit einem Maschinenkalander, einem TG-Kalander
oder einem weichen Kalander unterworfen werden.
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In
der Erfindung wird als Träger
besonders bevorzugt Papier oder Kunststoffolie verwendet, deren
beide Seiten mit einem Polyolefin (zum Beispiel Polyethylen, Polystyrol,
Polybuten oder Copolymere daraus) oder Polyethylenterephthalat laminiert
sind. Ein Weißpigment
(zum Beispiel Titanoxid oder Zinkoxid) oder ein Tonerfarbstoff (zum
Beispiel Cobaltblau, Ultramarinblau oder Neodymoxid) wird bevorzugt
zum Polyolefin hinzugegeben.
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Die
auf dem Träger
vorgesehene Bildaufnahmeschicht enthält ein poröses Material und ein wäßriges Bindemittel.
Ferner ist es bevorzugt, daß die
Bildaufnahmeschicht ein Pigment enthält, und als Pigment ist ein Weißpigment
bevorzugt. Die Weißpigmente
schließen
anorganische Pigmente wie Calciumcarbonat, Kaolin, Talkum, Ton,
Diatomeenerde, synthetische amorphe Kieselerde, Aluminiumsilicat,
Magnesiumsilicat, Calciumsilicat, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid,
Lithopon, Zeolith, Bariumsulfat, Calciumsulfat, Titandioxid, Zinksulfid
und Zinkcarbonat und organische Pigmente wie ein Styrolpigment,
ein Acrylpigment, ein Harnstoffharz und ein Melaminharz ein. Besonders
bevorzugt ist ein poröses
weißes
anorganisches Pigment, und synthetische amorphe Kieselerde mit einer
hohen Porenfläche
ist besonders geeignet. Als synthetische amorphe Kieselerde sind
sowohl Kieselsäureanhydrid,
erhalten durch das trockene Herstellungsverfahren (Dampfphasenverfahren),
als auch hydratisierte Kieselerde, erhalten durch das Naßherstellungsverfahren,
erhältlich.
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Als
Aufzeichnungspapier, das das oben genannte Pigment in der Bildaufnahmeschicht
enthält,
kann speziell Papier verwendet werden, das offenbart wird in JP-A-10-81064,
JP-A-10-119423, JP-A-10-157277, JP-A-10-217601, JP-A-11-348409,
JP-A-2001-138621,
2000-43401, JP-A-2000-211235, JP-A-2000-309157, JP-A-2001-96897, JP-A-2001-138627,
JP-A-11-91242, JP-A-8-2087, JP-A-8-2090, JP-A-8-2091, JP-A-8-2093,
JP-A-8-174992, JP-A-11-192777
und JP-A-2001-301314.
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Die
in der Bildaufnahmeschicht enthaltenen wäßrigen Bindemittel schließen wasserlösliche Polymere wie Polyvinylalkohol,
Silanol-modifizierten Polyvinylalkohol, Stärke, kationisierte Stärke, Casein,
Gelatine, Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Polyvinylpyrrolidon,
ein Polyalkylenoxid und ein Polyalkylenoxid-Derivat und wasserdispergierbare
Polymere wie einen Styrol-Butadien-Latex und einen Acryllatex ein.
Diese wäßrigen Bindemittel
können
entweder allein oder als Kombination aus zwei oder mehreren daraus
verwendet werden. In der Erfindung sind unter diesen Polyvinylalkohol
und Silanol-modifizierter Polyvinylalkohol besonders geeignet in
bezug auf die Haftungseigenschaft zum Pigment und auf die Trennbeständigkeit
der Tintenaufnahmeschicht.
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Die
Bildaufnahmeschicht kann ein Beizmittel, ein Wasserbeständigkeit
verleihendes Mittel, einen Lichtbeständigkeitsverbesserer, einen
Gasbeständigkeitsverbesserer,
ein Tensid, einen Härter
und andere Additive sowie das Pigment und das wäßrige Bindemittel enthalten.
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Es
ist bevorzugt daß das
zur Bildaufnahmeschicht hinzugegebene Beizmittel immobilisiert wird.
Für diesen
Zweck wird bevorzugt ein Polymerbeizmittel verwendet.
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Die
Polymerbeizmittel werden beschrieben in JP-A-48-28325, JP-A-54-74430,
JP-A-54-124726, JP-A-55-22766, JP-A-55-142339, JP-A-60-23850, JP-A-60-23851,
JP-A-60-23852, JP-A-60-23853, JP-A-60-57836, JP-A-60643, JP-A-60-118834,
JP-A-60-122940, JP-A-60-122941, JP-A-60-122942, JP-A-60-235134,
JP-A-1-161236 und US-PSen 2,484,430, 2,548,564, 3,148,061, 3,309,690,
4,115,124, 4,124,386, 4,193,800, 4,273,853, 4,282,305 und 4,450,224.
Ein Bildaufnahmematerial, das ein Polymerbeizmittel enthält, das
in JP-A-1-16123, Seiten 212 bis 215, beschrieben wird, ist besonders
bevorzugt. Die Verwendung des in JP-A-1-16123 beschriebenen Polymerbeizmittels
liefert ein Bild mit ausgezeichneter Bildqualität und verbessert die Lichtbeständigkeit
des Bildes.
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Das
Wasserbeständigkeit
verleihende Mittel ist wirksam zum Verleihen von Wasserbeständigkeit
für ein
Bild, und als Wasserbeständigkeit
verleihendes Mittel ist ein kationisches Harz besonders wünschenswert. Solche
kationischen Harze schließen
Polyamidopolyaminepichlorhydrin, Polyethylenimin, Polyaminsulfon,
Dimethyldiallylammoniumchlorid-Polymer und kationisches Polyacrylamid
ein. Der Gehalt dieser kationischen Harze ist bevorzugt 1 bis 15
Gew.% und besonders bevorzugt 3 bis 10 Gew.% auf Basis des Gesamtfeststoffgehalts
der Tintenaufnahmeschicht.
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Die
Lichtbeständigkeitsverbesserer
und Gasbeständigkeitsverbesserer
schließen
eine Phenol-Verbindung,
eine gehinderte Phenol-Verbindung, eine Thioether-Verbindung, eine
Thioharnstoff-Verbindung, eine Thiocyansäure-Verbindung, eine Amin-Verbindung,
eine gehinderte Amin-Verbindung, eine TEMPO-Verbindung, eine Hydrazin-Verbindung,
eine Hydrazid-Verbindung, eine Amidin-Verbindung, eine Vinylgruppen-haltige
Verbindung, eine Ester-Verbindung,
eine Amid-Verbindung, eine Ether-Verbindung, eine Alkohol-Verbindung,
eine Sulfinsäure-Verbindung,
ein Saccharid, eine wasserlösliche
reduzierende Verbindung, eine organische Säure, eine anorganische Säure, eine
Hydroxylgruppen-haltige Verbindung, eine Benzotriazol-Verbindung, eine
Benzophenon-Verbindung, eine Triazin-Verbindung, eine heterocyclische Verbindung,
ein wasserlösliches
Metallsalz, eine organische Metallverbindung und einen Metallkomplex
ein.
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Spezifische
Beispiele für
diese Verbindungen schließen
Verbindungen ein, die beschrieben werden in JP-A-10-182621, JP-A-2001-260519,
JP-A-2000-260519, JP-B-4-34953, JP-B-4- 34513, JP-B-4-34512, JP-A-11-170686,
JP-A-60-67190, JP-A-7-276808,
JP-A-2000-94829, JP-T-9-512258 und JP-A-11-321090.
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Das
Tensid wirkt als Beschichtungshilfe, Trennverbesserer, Gleitverbesserer
oder Antistatikmittel. Die Tenside werden beschrieben in JP-A-62-173463
und JP-A-62-183457.
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Anstelle
des Tensids kann eine organische Fluoro-Verbindung verwendet werden.
Es ist bevorzugt, daß die
organische Fluoro-Verbindung hydrophob ist. Beispiele für die organischen
Fluoro-Verbindungen schließen
ein Fluortensid, eine ölige
Fluor-Verbindung (zum Beispiel Fluoröl) und ein feste Fluor-Verbindung (zum
Beispiel ein Ethylentetrafluoridharz) ein. Die organischen Fluoro-Verbindungen werden
in JP-B-57-9053 (Spalten 8 bis 17), JP-A-61-20994 und JP-A-62-135826 beschrieben.
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Als
Härter
können
Materialien verwendet werden, die in JP-A-1-161236, Seite 222, JP-A-9-263036, JP-A-10-119423
und JP-A-2001-310547
beschrieben werden.
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Andere
Additive, die zur Bildaufnahmeschicht hinzugegeben werden, schließen ein
Pigmentdispergiermittel, einen Viskositätsverbesserer, ein Antischaummittel,
einen Farbstoff, einen Fluoreszenzaufheller, ein Konservierungsmittel,
ein pH-Einstellungsmittel, ein Mattierungsmittel und einen Härter ein.
Die Tintenaufnahmeschicht kann aus entweder einer oder zwei Schichten
zusammengesetzt sein.
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Das
Aufzeichnungspapier und die Aufzeichnungsfolie können jeweils mit einer rückseitigen
Schicht versehen werden. Komponenten, die zu dieser Schicht gegeben
werden können,
schließen
ein Weißpigment, ein
wäßriges Bindemittel
und andere Komponenten ein.
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Die
in der rückseitigen
Schicht enthaltenen Weißpigmente
schließen
zum Beispiel weiße
anorganische Pigmente wie leichtes Calciumcarbonat, schweres Calciumcarbonat,
Kaolin, Talkum, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Titandioxid, Zinkoxid,
Zinksulfid, Zinkcarbonat, Satinweiß, Aluminiumsilicat, Diatomeenerde,
Calciumsilicat, Magnesiumsilicat, synthetische amorphe Kieselerde,
kolloidale Kieselerde, kolloidales Aluminiumoxid, Pseudoboehmit,
Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid, Lithopon, Zeolith, wasserhaltigen
Halloysit, Magnesiumcarbonat und Magnesiumhydroxid und organische
Pigmente wie ein Styrolkunststoffpigment, ein Acrylkunststoffpigment,
Polyethylen, Mikrokapseln, ein Harnstoffharz und ein Melaminharz
ein.
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Die
in der rückseitigen
Schicht enthaltenen wäßrigen Bindemittel
schließen
wasserlösliche
Polymere wie ein Styrol-Maleat-Copolymer,
ein Styrol-Acrylat-Copolymer, Polyvinylalkohol, Silanol-modifizierten
Polyvinylalkohol, Stärke,
kationisierte Stärke,
Casein, Gelatine, Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose
und Polyvinylpyrrolidon und wasserdispergierbare Polymere wie einen
Styrol-Butadien-Latex und einen Acryllatex ein. Die anderen, in
der rückseitigen
Schicht enthaltenen Komponenten schließen ein Antischaummittel, einen Schauminhibitor,
einen Farbstoff, einen Fluoreszenzaufheller, ein Konservierungsmittel
und ein Wasserbeständigkeit
verleihendes Mittel ein.
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Eine
feine Polymerteilchendispersion kann zu Schichten (einschließlich einer
rückseitigen
Schicht) gegeben werden, die das Tintenstrahlaufzeichnungspapier
oder die Tintenstrahlaufzeichnungsfolie darstellen. Die feine Polymerteilchendispersion
wird für
Verbesserungen der Filmeigenschaften wie Formstabilisierung, Wellungsverhinderung,
Adhäsionsverhinderung
und Folienrißverhinderung
verwendet. Die feinen Polymerteilchendispersionen werden in JP-A-62-245258,
JP-A-62-136648 und
JP-A-62-110066 beschrieben. Wenn die Dispersion der feinen Polymerteilchen
mit einer geringen Glasübergangstemperatur
(von 40°C
oder weniger) zu einer Beizmittel-haltigen Schicht hinzugegeben
wird, können
Rißbildung
der Schicht und Wellen verhindert werden. Auch wenn die Dispersion
aus feinen Polymerteilchen mit einer hohen Glasübergangstemperatur zur rückseitigen
Schicht hinzugegeben wird, kann das Wellen verhindert werden.
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Es
gibt keine Beschränkung
für das
für die
Tinte der Erfindung eingesetzte Tintenstrahlaufzeichnungssystem.
Die Tinte der Erfindung wird in bekannten Systemen wie einem Ladungskontrollsystem
verwendet, in dem die Tinte durch elektrostatische Induktionskraft
ausgestoßen
wird, einem "Drop-on-Demand"-System (Druckpulssystem),
das den Schwingungsdruck von piezoelektrischen Elementen verwendet,
einem akustischen Tintenstrahlsystem, in dem elektrische Signale
zu Schallwellen umgewandelt werden, wobei die Tinte bestrahlt wird,
um die Tinte durch die Verwendung von Strahlungsdruck auszustoßen, und
ein thermisches Tintenstrahlsystem (Bubble-Jet-System), in dem die
Tinte erhitzt, um Bläschen
zu bilden, und der erzeugte Druck verwendet wird.
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Die
Tintenstrahlaufzeichnungssysteme schließen ein System des Ausstoßens einer
Tinte mit geringer Konzentration, die als Phototinte bezeichnet
wird, als viele Tröpfchen
mit kleinem Volumen, ein System der Verbesserung der Bildqualität unter
Verwendung einer Mehrzahl von Tinten, die im wesentlichen identische Farbtöne und unterschiedliche
Konzentration haben, und ein System der Verwendung einer transparenten
und farblosen Tinte ein.
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Die
Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung der Erfindung kann auch für andere
Anwendungen als die Tintenstrahlaufzeichnung verwendet werden. Zum
Beispiel kann die Tinte der Erfindung in einem Anzeigebildmaterial,
einem Bilderzeugungsmaterial für
ein Innendekorationsmaterial und einem Bilderzeugungsmaterial für ein Außendekorationsmaterial
verwendet werden.
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Das
Anzeigebildmaterial zeigt verschiedene Materialien wie ein Poster,
eine Tapete, ein Schmuckerzeugnis (wie ein Ornament oder eine Puppe),
eine Broschüre
für Werbung,
Verpackungspapier, Einpackmaterial, eine Papiertüte, eine Kunststofftüte, ein
Packungsmaterial, eine Anzeigetafel, ein auf einem Seitenblech eines öffentlichen
Verkehrsmittels (wie ein Auto, ein Bus oder ein Zug) gezeichnetes
oder angebrachtes Bild und ein Anzug mit einem Logo. Wenn der Farbstoff
der Erfindung als das Material zur Bildung des Anzeigebildes verwendet
wird, bedeutet das Bild alle durch den Menschen erkennbaren Muster,
die durch den Farbstoff gebildet werden, wie ein abstraktes Design,
einen Buchstaben und ein geometrisches Muster sowie ein Bild im
engeren Sinne.
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Das
Innendekorationsmaterial zeigt verschiedene Materialien wie Tapete,
ein Schmuckerzeugnis (wie ein Ornament oder eine Puppe), ein Element
einer Beleuchtungsvorrichtung, ein Möbelelement und ein Schmuckelement
eines Fußbodens
oder einer Decke. Wenn der Farbstoff der Erfindung als Bilderzeugungsmaterial
verwendet wird, bedeutet das Bild alle vom Menschen erkennbaren
Muster, die durch den Farbstoff gebildet werden, wie ein abstraktes
Design, einen Buchstaben und ein geometrisches Muster sowie ein
Bild im engeren Sinne.
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Das
Außendekorationsmaterial
zeigt verschiedene Materialien wie ein Wandmaterial, ein Dachmaterial,
eine Anzeigetafel, ein Gartenmaterial, ein Außenziererzeugnis (wie ein Ornament
oder eine Puppe) und ein Element einer Außenbeleuchtungsvorrichtung.
Wenn der Farbstoff der Erfindung als Bilderzeugungsmaterial verwendet
wird, bedeutet das Bild alle vom Menschen erkennbaren Muster, die
durch den Farbstoff gebildet werden, wie ein abstraktes Design,
einen Buchstaben und ein geometrisches Muster sowie ein Bild im
engeren Sinne.
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In
den Anwendungen wie oben beschrieben schließen Medien, auf denen die Muster
gebildet werden, verschiedene Materialien wie Papier, Faser, Stoff
(einschließlich
Vliesstoff), Kunststoffe, Metalle und Keramik ein. Das Färben wird
durch Beizen oder Drucken durchgeführt. Ferner kann der Farbstoff
auch in Form eines Reaktivfarbstoffs mit einer eingeführten reaktiven
Gruppe fixiert werden. Darunter ist es bevorzugt, daß das Färben durch
Beizen durchgeführt
wird.
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Bei
der Herstellung der Tinte ist es auch möglich, Schallschwingung in
einem Verfahren zur Auflösung von
Additiven wie dem Farbstoff einzusetzen.
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Die
Schallschwingung wird zur Entfernung von Blasen durch vorhergehendes
Anlegen von Energie, die äquivalent
oder höher
als diejenige ist, die am Aufzeichnungskopf aufgenommen wird, während des
Herstellungsverfahrens eingesetzt, um die Erzeugung von Blasen durch
Druck zu verhindern, der an die Tinte am Aufzeichnungskopf angelegt
wird.
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Die
Frequenz der Schallschwingung beträgt gewöhnlich 20 kHz oder mehr, bevorzugt
40 kHz oder mehr und besonders bevorzugt 59 kHz oder mehr. Ferner
ist die durch die Schallschwingung an die Lösung angelegte Energie gewöhnlich 2 × 107 J/m3 oder mehr,
bevorzugt 5 × 107 J/m3 oder mehr
und besonders bevorzugt 1 × 108 J/m3 oder mehr.
Die Schallschwingung wird gewöhnlich
für 10
Minuten bis 1 Stunde angelegt.
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Die
Wirkung kann immer erreicht werden, wenn die Schallschwingung angelegt
wird, solange dies erfolgt, nachdem der Farbstoff zum Medium gegeben
wurde. Jedoch ist es bevorzugt, daß die Schallschwingung bei
der Auflösung
und/oder Dispergierung des Farbstoffs im Medium angelegt wird, weil
Blasen wirksamer entfernt werden und die Auflösung und/oder Dispergierung
des Farbstoffs im Medium durch die Schallschwingung gefördert wird.
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Das
heißt
das oben genannte Verfahren des Anlegens von zumindest Schallschwingung
kann in jedem Fall durchgeführt
werden, während
oder nach dem Verfahren der Auflösung
und/oder Dispergierung des Farbstoffs im Medium. Mit anderen Worten
kann das oben genannte Verfahren des Anlegens von zumindest Schallschwingung
einmal oder mehrmals nach Belieben durchgeführt werden, bis die Tinte ein
Produkt nach der Herstellung der Tinte wird.
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Als
Modus zur Durchführung
der Erfindung ist es bevorzugt, daß das Verfahren der Auflösung und/oder
Dispergierung des Farbstoffs im Medium ein Verfahren der Auflösung des
oben genannten Farbstoffs in einem Teil des gesamten Mediums und
ein Verfahren des Vermischens des restlichen Mediums mit der resultierenden
Lösung
umfaßt.
In wenigstens einem der oben genannten Verfahren wird die Schallschwingung bevorzugt
angelegt. Es ist besonders bevorzugt, daß die Schallschwingung in wenigstens
dem Verfahren der Auflösung
des Farbstoffs in einem Teil des gesamten Mediums angelegt wird.
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Das
Verfahren des Vermischens des restlichen Mediums mit der resultierenden
Lösung
kann entweder einzeln oder mehrfach sein.
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Die
Verwendung von Wärmeentlüftung oder
Vakuumentlüftung
bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Tinte ist bevorzugt, weil
die Wirkung der Entfernung von Blasen in der Tinte erhöht wird.
Es ist bevorzugt, daß die
Wärmeentlüftung oder Vakuumentlüftung gleichzeitig
mit oder nach dem Verfahren des Vermischens des restlichen Mediums
durchgeführt
wird.
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Mittel
zur Erzeugung der Schallschwingung schließen eine bekannte Vorrichtung
wie einen Ultraschalldisperger ein.
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Bei
der Herstellung der Tinte der Erfindung wird festes Fremdmaterial
durch Filtration nach der Lösungsherstellung
entfernt. Dieser Prozeß ist
wichtig. Ein Filter wird in diesem Arbeitsvorgang verwendet. In
diesem Fall wird der Filter mit einem wirksamen Durchmesser von
1 μm oder
weniger, bevorzugt 0,05 bis 0,3 μm, insbesondere
bevorzugt 0,25 bis 0,3 μm
verwendet. Als Materialien für
den Filter können
verschiedene Materialien verwendet werden. Insbesondere wird im
Fall der Tinte des wasserlöslichen
Farbstoffs ein Filter bevorzugt verwendet, der für ein wäßriges Lösungsmittel hergestellt ist.
Die Verwendung eines aus einem Polymermaterial, das nur schwerlich
Staub erzeugt, hergestellten Filters ist u.a. bevorzugt. Bei der
Durchführung
der Filtration kann man die Lösung
durch den Filter durch Lösungszufuhr
passieren lassen, und eines aus Druckfiltration und Filtration unter
reduziertem Druck ist verfügbar.
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Nach
dieser Filtration ist häufig
Luft in der Lösung
enthalten. Blasen, die aus dieser Luft resultieren, tragen auch
zur Verzerrung eines Bildes bei der Tintenstrahlaufzeichnung in
vielen Fällen
bei. Es ist deshalb bevorzugt, daß das oben genannte Entschäumungsverfahren
separat vorgesehen wird. Als Entschäumungsverfahren kann man die
Lösung
nach der Filtration stehenlassen, und verschiedene Verfahren wie
eine Ultraschallentschäumung
und eine Entschäumung
unter reduziertem Druck unter Verwendung handelsüblicher Vorrichtungen sind
verfügbar.
Im Falle der Ultraschallentschäumung
wird ein Entschäumungsverfahren bevorzugt
für 30
Sekunden bis 2 Stunden, besonders bevorzugt für 5 Minuten bis 1 Stunde durchgeführt.
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Diese
Arbeitsvorgänge
erfolgen bevorzugt durch die Verwendung eines Raums wie eines Reinraums oder
eines Reinabzugs, um eine Kontamination mit Staub in den Arbeitsvorgängen zu
verhindern. In der Erfindung ist es besonders bevorzugt, daß die Arbeitsvorgänge im Raum
der Klasse 1000 oder weniger als Grad der Reinheit erfolgen. Der
Begriff "Grad der
Reinheit" wie hier
verwendet zeigt einen Wert an, der mit einem Staubzähler gemessen
wird.
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Das
Volumen des Tintentropfens, der auf ein Aufzeichnungsmaterial in
der Erfindung ausgestoßen wird,
beträgt
0,1 pl bis 100 pl. Das Volumen des ausgestoßenen Tintentropfens ist bevorzugt
im Bereich von 0,5 bis 50 pl und besonders bevorzugt im Bereich
von 2 bis 50 pl.
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In
der Erfindung gibt es keine Beschränkung für das Tintenstrahlaufzeichnungssystem.
Die Tinte der Erfindung wird in bekannten Systemen wie einem Ladungskontrollsystem,
in dem die Tinte durch elektrostatische Induktionskraft ausgestoßen wird,
einem "Drop-on-Demand"-System (Druckpulssystem),
das den Schwingungsdruck von piezoelektrischen Elementen verwendet,
einem akustischen Tintenstrahlsystem, in dem elektrische Signale
zu Schallschwingungen umgewandelt werden, wobei die Tinte bestrahlt
wird, um die Tinte durch die Verwendung von Strahlungsdruck auszustoßen, und
einem thermischen Tintenstrahlsystem (Bubble-Jet-System) verwendet,
in dem die Tinte zur Bildung von Bläschen erhitzt wird und der
erzeugte Druck verwendet wird.
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Die
Tintenstrahlaufzeichnungssysteme schließen ein System des Ausstoßens einer
Tinte mit geringer Konzentration, die als Phototinte bezeichnet
wird, als viele Tropfen mit geringem Volumen, ein System der Verbesserung
der Bildqualität
unter Verwendung einer Mehrzahl von Tinten mit im wesentlichen identischen
Farbtönen
und unterschiedlicher Konzentration und ein System der Verwendung
einer transparenten und farblosen Tinte ein. Das Volumen des ausgestoßenen Tintentropfens
wird hauptsächlich
mit einem Druckkopf kontrolliert.
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Zum
Beispiel ist es im Fall des thermischen Tintenstrahlsystems möglich, das
Volumen des ausgestoßenen
Tintentropfens durch die Struktur des Druckkopfes zu steuern. D.h.
der Tintentropfen mit einer gewünschten
Größe kann
durch Veränderung
der Größe der Tintenkammer,
der Heizeinheit oder der Düse
ausgestoßen
werden. Selbst im Fall des thermischen Tintenstrahlsystems ist es
auch möglich,
den Ausstoß der mehreren
Tintentropfen mit unterschiedlicher Größe zu realisieren, indem eine
Mehrzahl von Köpfen
mit Heizeinheiten oder Düsen
unterschiedlicher Größe bereitgestellt
werden.
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Im
Fall des "Drop-on-Demand"-Systems unter Verwendung
piezoelektrischer Elemente kann das Volumen des ausgestoßenen Tintentropfens
auch durch die Struktur des Druckkopfes in ähnlicher Weise wie im thermischen
Tintenstrahlsystem verändert
werden. Jedoch können
die mehreren Tintentropfen unterschiedlicher Größe unter Verwendung des Druckkopfes
der gleichen Struktur durch Steuern der Wellenform der Antriebssignale
zum Antreiben der piezoelektrischen Elemente ausgestoßen werden.
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In
der Erfindung ist die Ausstoßfrequenz
zum Zeitpunkt, wenn der Tintentropfen auf das Aufzeichnungsmaterial
ausgestoßen
wird, 1 kHz oder mehr.
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Zur
Aufzeichnung eines hochqualitativen Bildes wie einer Photographie
wird das Bild mit hoher Schärfe
mit kleinen Tintentropfen reproduziert. Es ist deshalb erforderlich,
daß die
Tintentropfenausstoßdichte
600 dpi ("dots per
inch", Punkte pro
Zoll) ist.
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Wenn
andererseits die Tintentropfen mit Köpfen mit jeweils einer Mehrzahl
von Düsen
ausgestoßen werden,
gibt es eine Beschränkung
dahingehend, daß die
Anzahl der Köpfe,
die gleichzeitig antreibbar sind, von 10 bis ca. 200 für einen
Typ, indem sich das Papier und die Aufzeichnungsköpfe in Richtungen
bewegen, die sich in rechten Winkeln kreuzen, um die Aufzeichnung
durchzuführen,
und Hunderte selbst für
einen Typ betragen, in denen die Köpfe, die als Linienköpfe bezeichnet
werden, fixiert sind. Der Grund dafür ist, daß eine Anzahl von Köpfen nicht
gleichzeitig angetrieben werden kann, weil es eine Beschränkung beim
Antrieb der elektrischen Leistung gibt und die Wärmeerzeugung in den Köpfen einen
Einfluß auf
das Bild hat.
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Hier
ist es möglich,
die Aufzeichnungsgeschwindigkeit durch Erhöhung der Antriebsfrequenz zu
erhöhen.
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Im
Fall des thermischen Tintenstrahlsystems kann die Tintentropfen-ausstoßfrequenz
durch Steuern der Frequenz der Kopfantriebssignale für das Erhitzen
der Köpfe
gesteuert werden.
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Im
Fall des piezoelektrischen Systems kann sie durch Steuerung der
Frequenz der Signale zum Antrieb der piezoelektrischen Elemente
gesteuert werden.
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Der
Antrieb des piezoelektrischen Kopfes wird nachfolgend beschrieben.
Wie in 1 für ein zu druckendes Bildsignal
gezeigt, wird die ausgestoßene
Tintentropfengröße, die
Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit
und die Tintentropfenausstoßfrequenz
mit einer Druckerkontrolleinheit bestimmt, um ein Signal zum Antreiben
des Druckkopfes zu bilden. Das Antriebssignal wird dem Druckkopf
zugeführt.
Wie in 2 gezeigt, werden die ausgestoßene Tintentropfengröße, die
Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit und
die Tintentropfenausstoßfrequenz
durch das Signal zum Antreiben des piezoelektrischen Elements gesteuert.
Hier werden die ausgestoßene
Tintentropfengröße und die
Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit
durch die Form und Amplitude der Antriebswellenform bestimmt, und
die Frequenz wird durch die Kreisperiode des Signals bestimmt.
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Wenn
die Tintentropfenausstoßfrequenz
auf 10 kHz eingestellt wird, wird der Kopf alle 100 μs angetrieben,
und die Aufzeichnung einer Linie wird für 400 μs unterbrochen. Das Drucken
kann mit einer Geschwindigkeit von 1 Blatt pro 1,2 Sekunden durch
Einstellen der Bewegungsgeschwindigkeit des Aufzeichnungspapiers
durchgeführt
werden, um sich um 1/600 Zoll, und zwar ca. 42 μm, pro 400 μs zu bewegen.
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Als
Struktur der Druckvorrichtung oder des Druckers der Erfindung ist
zum Beispiel ein Modus wie in JP-A-11-170527 offenbart geeignet.
Ferner ist bezüglich
einer Tintenkartusche eine in JP-A-5-229133 offenbarte geeignet.
Bezüglich
des Saugens und der Struktur eines Deckels, der den Druckkopf in
diesem Fall bedeckt, sind die in JP-A-7-276671 beschriebenen geeignet.
Ferner ist es geeignet, daß ein
Filter zur Entfernung von Blasen, wie in JP-A-9-277552 offenbart,
in der Nähe
des Kopfe vorgesehen wird. Außerdem
wird in geeigneter Weise eine Wasserabstoßungsbehandlung wie in der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-016738 beschrieben an der Oberfläche der
Düse durchgeführt. Der
Drucker kann entweder ein mit einem Computer verbundener Drucker
oder eine für
den Druck von Photographien spezialisierte Vorrichtung sein.
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Das
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die
durchschnittliche Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit zum Zeitpunkt,
wenn die Tintenzusammensetzung für
die Tintenstrahlaufzeichnung, die wenigstens einen durch die oben
genannte allgemeine Formel (1) dargestellten Farbstoff umfaßt, der
im wäßrigen Medium
gelöst
oder dispergiert ist, auf das Aufzeichnungsmaterial ausgestoßen wird,
2 m/s oder mehr. und besonders bevorzugt 5 m/s oder mehr beträgt.
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Die
Steuerung der Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit wird durch
Steuerung der Form und Amplitude der Wellenform zum Antreiben des
Kopfes durchgeführt.
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Die
mehreren Tintentropfen unterschiedlicher Größe können unter Verwendung des gleichen
Druckkopfes ausgestoßen
werden, indem angemessen die Mehrzahl von antreibenden Wellenformen
verwendet wird.
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[Beispiele]
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Die
Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele veranschaulicht
werden, aber die Erfindung sollte nicht als darauf beschränkt aufgefaßt werden.
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(Beispiel 1)
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Entionisiertes
Wasser wurde zu den folgenden Komponenten gegeben, um das Volumen
auf 1 l zu bringen, gefolgt von Rühren für 1 Stunde unter Erwärmen auf
30 bis 40°C.
Dann wurde die resultierende Lösung
durch einen Mikrofilter mit einer durchschnittlichen Porengröße von 0,25 μm unter reduziertem
Druck filtriert, um eine hellpurpurfarbene Tintenlösung LM-101
herzustellen. (Formulierung
von hellpurpurfarbener Tinte LM-101] (Feste
Komponenten)
Purpurfarbstoff
(a-36) der Erfindung | 7,5
g/l |
Proxel | 3,5
g/l |
(Flüssige Komponenten)
Diethylenglykol
(DEG) | 150
g/l |
Glycerin
(GR) | 130
g/l |
Triethylenglykolmonobutylether
(TGB) | 130
g/l |
Triethanolamin
(TEA) | 6,9
g/l |
Sufynol
STG (SW: nichtionisches Tensid) | 10
g/l |
Beispielverbindung
W-19 | 30
g/l |
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Ferner
wurde die Purpurtintenlösung
M-101 hergestellt, in der die Menge des Purpurfarbstoffs (a-36) in
der oben genannten Formulierung auf 23 g erhöht ist. [Formulierung
von Purpurtinte M-101] (Feste
Komponenten)
Purpurfarbstoff
(a-36) der Erfindung | 23
g/l |
Proxel | 3,5
g/l |
(Flüssige Komponenten)
Diethylenglykol | 150
g/l |
Glycerin | 130
g/l |
Triethylenglykolmonobutylether | 130
g/l |
Triethanolamin | 6,9
g/l |
Sufynol
STG | 10
g/l |
Beispielverbindung
W-19 | 30
g/l |
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Tinten
wurden hergestellt, die die gleichen Zusammensetzungen wie LM-101
bzw. M-101 hatten, mit der Ausnahme, daß Additive wie in der nachfolgend
beschriebenen Tabelle 14 beschrieben hinzugegeben wurden. Tabelle
14
- Verbindung A1: C4H9(C4H9)CCOO(C2H4O)4OH
- Verbindung A2: Ein 4-Mol Ethylenoxid-Addukt von 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decin-4,7-diol
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Diese
Tiriten wurden jeweils in eine Kartusche für Purpurtinte/hellpurpurfarbene
Tinte eines Tintenstrahldruckers (PM-950C, hergestellt von Seiko
Epson Corporation) gefüllt,
und die Tinten von PM-950C wurde als andere Farbtinten verwendet.
Somit wurden einfarbige Bilder mit Purpur gedruckt. Die Bilder wurden
auf Tintenstrahlpapier, Photoglanzpapier EX, hergestellt von Fuji
Photo Film Co., Ltd., als Bildaufnahmeblätter gedruckt, und die Ausstoßqualität der Tinten
wurde ausgewertet.
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(Auswertungsuntersuchungen)
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- (1) 3 g jeder Tinte wurden in ein Reagenzglas
mit 15 mm Durchmesser und 10 cm Länge mit einem Stopfen gegeben
und kräftig
geschüttelt,
um den Zustand der Bläschen
zu beobachten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 15 gezeigt.
- (2) Jede Tinte wurde in eine Kartusche für Purpurtinte/hellpurpurfarbene
Tinte eines Tintenstrahldruckers (PM-920C, hergestellt von Seiko
Epson Corporation) gefüllt,
und die Tinten von PM-920C wurden als andere Farbtinten verwendet.
Somit wurden einfarbige Bilder mit Purpur gedruckt. Die Bilder wurden
kontinuierlich auf Tintenstrahlpapier, Photoglanzpapier EX, hergestellt
von Fuji Photo Film Co., Ltd., gedruckt. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 15 gezeigt.
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Die
Ergebnisse der Tabelle 15 zeigen, daß die Tinten der Erfindung
eine ausgezeichnetere Ausstoßqualität als die
Tinten der Vergleichsbeispiele haben.
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Die
Tinte der Erfindung hat eine ausgezeichnete Ausstoßqualität, und das
Ausstoßversagen
erfolgt selbst beim kontinuierlichen Drucken nicht. Erfindungsgemäß kann deshalb
die Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung bereitgestellt werden, die nützlich zur
Herstellung von Drucken auf Papier, Folien, Stoff usw. ist.