DE60315578T2

DE60315578T2 - Tintenstrahldrucktinte, Tintenpatrone enthaltend die Tinte, Tintenstrahlaufzeichnungsgerät und -verfahren enthaltend die Tinte, Bild hergestellt mittels des Verfahrens

Info

Publication number: DE60315578T2
Application number: DE60315578T
Authority: DE
Inventors: Shin Hasegawa; Keishi Taniguchi; Minoru Hakiri; Yasuyuki Hosogi
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2003-10-28
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2023-10-29
Also published as: EP1416020B1; ES2291578T3; EP1416020A1; US7101919B2; US20040138337A1; DE60315578D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tintenstrahltinte, eine die Tintenstrahltinte enthaltende Tintenpatrone, eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung, welche durch Freisetzen der Tintenstrahltinte ein Bild aufzeichnet, ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren zum Aufzeichnen eines Bildes unter Verwendung der Tintenstrahltinte und ein mit dem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren erzeugtes Bild.
Erörterung des Hintergrundes
Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren haben die folgenden Vorteile gegenüber anderen Aufzeichnungsverfahren:

(1) der Aufzeichnungsvorgang davon ist verhältnismäßig einfach, verglichen mit anderen Aufzeichnungsverfahren, und daher können leicht Vollfarbbilder hergestellt werden; und
(2) Tintenstrahldrucker können hochauflösende Farbbilder drucken, obwohl sie einen einfachen Aufbau haben.

Farbstoff-basierte Tintenstrahltinten, in welchen ein wasserlöslicher Farbstoff in Wasser oder einem Mischlösungsmittel aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel gelöst sind, sind typischer Weise als Tintenstrahltinten verwendet worden. Farbstoff-basierte Tintenstrahltinten weisen jedoch dadurch einen Nachteil auf, dass die sich ergebenden Bilder eine schlechte Lichtbeständigkeit haben, obwohl die Farbstoff-basierten Tintenstrahltinten Farbbilder mit guter Klarheit herstellen können. Daher sind Pigment-basierte Tintenstrahltinten untersucht worden, in welchen eines oder mehrere Pigmente wie Ruß und verschiedene organische Pigmente dispergiert sind, weil die sich ergebenden Bilder im Vergleich zu denen der Farbstoff-basierten Tintenstrahltinten eine verhältnismäßig gute Lichtbeständigkeit haben.
Solche Pigment-basierten Tintenstrahltinten werden typischer Weise durch mechanisches Pulverisieren und Dispergieren von einem oder mehreren Pigmenten, wie organischen Pigmenten und Ruß, einem Dispergiermedium und einem Dispergiermittel hergestellt. In diesem Fall kann die sich ergebende Tinte keine Bilder mit guter Transparenz, hoher Auflösung und guter Farbwiedergabe erzeugen, wenn die Pigmente nicht fein und stabil in dem Dispersionsmedium dispergiert sind, wobei sie einen kleinen Teilchendurchmesser haben. Überdies verursacht eine solche Tintenstrahltinte dadurch ein Verstopfungsproblem, dass die Düsen, aus welchen die Tinte freigesetzt werden soll, mit den in der sich ergebenden Tintenstrahltinte beinhalteten großen Pigmentteilchen verstopft sind. Jedoch gibt es im Allgemeinen eine bestimmte Grenze für den Teilchendurchmesser von Pigmentteilchen in einer Tintenstrahltinte, welche mit einem Verfahren unter Verwendung eines Vorgangs der mechanischen Pulverisierung/Dispergierung hergestellt ist. Sogar wenn eine Tinte hergestellt werden kann, in welcher ein Pigment fein dispergiert ist, neigt die Pigmenttinte dazu, dadurch ein Problem zu verursachen, dass das Pigment agglomeriert (zusammenbackt), wenn die Tinte aufbewahrt wird, das heißt, die Tinte hat eine schlechte Lagerfähigkeit.
In dem Bestreben, das Verstopfungsproblem zu lösen und die Farbwiedergabe zu verbessern, sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, in welchen das für eine Tinte zu verwendende Pigment so pulverisiert und dispergiert wird, dass es in der Tinte einen kleinen Teilchendurchmesser hat. Zum Beispiel offenbart die veröffentlichte ungeprüfte japanische Patentanmeldung (worauf hierin nachfolgend als JOP Bezug genommen wird) Nr. 56-147863 Tinten, die ein Polymer-Dispergiermittel wie Styrol-Acryl-Copolymere oder Styrol-Maleinsäure-Copolymere beinhalten. JOP 61-83267 offenbart Tinten, die ein Polymer-Dispergiermittel wie Kondensate von Natriumnaphthalinsulfonat mit Formalin beinhalten. Die JOP's 05-105837 , 10-168367 und 10-088050 haben Tinten offenbart, die ein Tensid wie Polyethylenglycol-Alkylphenylether, Sulfate von Polyethylenglycol-Alkylphenylethern und Phosphate von Polyethylenglycol-Alkylphenylethern beinhalten. Jedoch haben die in diesen Tinten beinhalteten Pigmente einen großen durchschnittlichen Teilchendurchmesser, und dadurch haben die Tinten eine schlechte Freisetzungsstabilität und Lagerfähigkeit. Überdies haben die sich ergebenden Bilder eine schlechte Klarheit.
Herkömmliche Tintenstrahldrucker stellen Vollfarbbilder unter Verwendung (das heißt, durch Mischen) einer gelben Tinte (Y), einer Magentatinte (M), einer Cyantinte (C) und einer schwarzen Tinte (K) her. Es besteht jedoch eine Grenze für die Farbwiedergabe der sich ergebenden Vollfarbbilder, wenn die Bilder durch Mischen solcher gelben, magentafarbigen, cyanfarbigen und schwarzen Tinten hergestellt werden. Insbesondere Bilder mit Sekundärfarben, das heißt rote (R), grüne (G) und blaue (B) Bilder, müssen durch Mischen von zwei oder mehr der Tinten Y, M, C und K hergestellt werden. Daher können gute Farbbilder mit guter Chromatizität (Farbbrillanz) nicht hergestellt werden.
In dem Bestreben, die Farbwiedergabe von solchen Bildern mit Sekundärfarben zu verbessern und Verwaschung der Bilder mit Sekundärfarben wegen der Vermischung von zwei oder mehr Farben zu verhindern, haben die JOP's 08-244254 und 10-044473 Bilderzeugungsverfahren vorgeschlagen, die sieben Farbtinten verwenden, zum Beispiel Tinten für Y, M, C, K, R, G und B. Wenn jedoch derartige sieben Tinten verwendet werden, muss die Anzahl der Tintenstrahlköpfe erhöht werden, wodurch ein Problem dadurch verursacht wird, dass die Herstellungskosten der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung zunehmen. Außerdem dauert es lange und es ist mühselig, Wartung an einer solchen Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung durchzuführen. Ferner dauert es lange, Bildsignale zu Ausgangssignalen umzuwandeln, das heißt, die Bildverarbeitungszeit nimmt zu. Dadurch tritt das Problem auf, dass die Aufzeichnungsgeschwindigkeit der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung abnimmt.
Im Allgemeinen haben mit Pigmenttinten hergestellte Bilder im Vergleich zu mit Farbstofftinten hergestellten Bildern eine verhältnismäßig niedrige Helligkeit und Chromatizität, das heißt, mit Pigmenttinten hergestellte Bilder sind aus Farbstofftinten hergestellten Bildern in der Farbwiedergabe unterlegen. Insbesondere im Hinblick auf Helligkeit und Chromatizität der Bilder mit Sekundärfarben sind Pigmenttinten Farbstofftinten stark unterlegen. Im Bestreben, dieses Problem zu lösen, offenbart WO99/05230 ein Verfahren, das Pigmenttinten für Y, M, C K, G und Or (Orange) verwendet. Jedoch ist die Farbwiedergabe der Tinten nicht zufrieden stellend, und insbesondere die Farbwiedergabe von Rot ist nicht zufrieden stellend.
JOP 2001-192583 offenbart ein Verfahren, in dem eine Kombination von einem spezifischen Dispergiermittel und einem spezifischen Additiv verwendet wird, um auf wirkungsvolle Weise in kurzer Zeit eine Tinte herzustellen, die ein Pigment mit einem kleinen Teilchendurchmesser beinhaltet. Jedoch liegt der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Pigments in der Tinte in der Größenordnung von 100 bis 200 nm. Um einer Tintenstrahltinte eine gute Freisetzungsstabilität zu verleihen und um Bilder mit guter Chromatizität (das heißt, Klarheit) herzustellen, muss das Pigment in der Tinte einen Teilchendurchmesser von 10 bis 50 nm haben. Eine Tinte, in welcher ein so feines Pigment dispergiert ist, kann nicht mit irgendwelchen herkömmlichen Verfahren hergestellt werden.
Wie vorstehend erwähnt, gibt es eine Grenze für den Teilchendurchmesser von Pigmentteilchen, die in einer mit Verfahren der Pulverisierung/Dispergierung hergestellten Tintenstrahltinte beinhaltet sind. Überdies bedeutet der Teilchendurchmesser einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser, und daher sind auch große Pigmentteilchen darin beinhaltet. Wenn solche große Pigmentteilchen mit einem großen Anteil beinhaltet sind, neigt die Tinte dazu, das Verstopfungsproblem zu verursachen, und ist deshalb nicht zu bevorzugen. Überdies haben die pulverisierten Pigmentteilchen, sogar wenn Pigmentteilchen fein pulverisiert sind, wegen des Pulverisierungsvorgangs frisch abgespaltene Oberflächen, und dadurch wird die Oberfläche der Pigmentteilchen erhöht, während die Oberfläche der Pigmentteilchen aktiviert wird. Daher tritt ein Problem derart auf, dass das Pigment agglomeriert, wenn die Tinte aufbewahrt wird, das heißt, die Tinte hat eine schlechte Lagerstabilität.
Wegen dieser Gründe besteht ein Bedürfnis nach einer Pigment-Tintenstrahltinte welche eine gute Freisetzungsstabilität hat und welche gute Bilder mit guter Chromatizität (guter Klarheit) herstellen kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Pigmenttinte bereitzustellen, welche eine gute Freisetzungsstabilität und Lagerfähigkeit hat und welche Bilder mit guter Chromatizität (guter Klarheit), gleichmäßiger Bilddichte und wenig diffuser Reflexion herstellen kann.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tintenpatrone, ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren und eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung bereitzustellen, mit denen Bilder mit guter Chromatizität (guter Klarheit), gleichmäßiger Bilddichte und wenig diffuser Reflexion hergestellt werden können.
Noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Tintenstrahlbild mit guter Chromatizität (guter Klarheit), gleichmäßiger Bilddichte und wenig diffuser Reflexion bereitzustellen.
Kurz gesagt können diese Ziele und andere Ziele der vorliegenden Erfindung, wie hierin nachfolgend leichter ersichtlich werden wird, durch eine Tintenstrahltinte gemäß Anspruch 1, umfassend mindestens Wasser, ein teilchenförmiges Pigment, ein Dispergiermittel und eine Emulsion erreicht werden, wobei das teilchenförmige Pigment einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser (D50) von nicht größer als 100 nm hat und die Standardabweichung der Teilchendurchmesser-Verteilung des teilchenförmigen Pigments nicht größer als die Hälfte des durchschnittlichen Teilchendurchmessers (D50) ist.
Der Gehalt der Emulsion in der Tintenstrahltinte beträgt vorzugsweise 1 Gew.-% bis 20 Gew.-%. Die Emulsion ist vorzugsweise eine Polyurethan-Emulsion oder eine Siliconöl-Emulsion, welche vorzugsweise einen Teilchendurchmesser größer als der durchschnittliche Teilchendurchmesser des teilchenförmigen Pigments hat.
Der Gehalt des Dispergiermittels beträgt 0,3 bis 2 Gewichtsteile pro 1 Gewichtsteil des teilchenförmigen Pigments.
Das Dispergiermittel beinhaltet eine Verbindung mit der folgenden Formel (1):
wobei n eine ganze Zahl von 20 bis 100 ist und n vorzugsweise 40 ist (das heißt, Polyoxyethylen-(n=40)-β-naphthylether ist bevorzugt).
Das Pigment ist vorzugsweise ein selbstdispergierendes Pigment oder ein mikroverkapseltes Pigment.
Das Pigment ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruß; Pigment Red 5, 7, 12, 48 (Ca), 48 (Mn), 57 (Ca), 57:1, 112, 122, 123, 146, 168, 176, 184, 185 und 202, und Pigment Violet 19; Pigment Blue 1, 2, 3, 15, 15:3, 15:4, 16, 22, 60, 63 und 66; und Pigment Yellow 1, 2, 3, 12, 13, 14, 16, 17, 73, 74, 75, 83, 93, 95, 97, 98, 114, 120, 128, 129, 138, 150, 151, 154, 155, 174 und 180.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Tintenstrahl-Tintenpatrone bereitgestellt, welche einen Behälter und die darin enthaltene, vorstehend erwähnte Tinte beinhaltet. Die Tintenpatrone kann vorzugsweise einen Aufzeichnungskopf mit einer Düse haben, aus welcher die Tinte freigesetzt wird.
In noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung bereitgestellt, welche die Tintenpatrone der vorliegenden Erfindung beinhaltet, welche die Tinte der vorliegenden Erfindung und einen Schlitten beinhaltet, der konfiguriert ist, die Tintenpatrone zu tragen, um ein Bild auf einem Aufzeichnungspapier zu erzeugen
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren bereitgestellt, welches den Schritt beinhaltet, eine Tinte aus einer Düse eines Aufzeichnungskopfes freizusetzen, um ein Bild auf einem Aufzeichnungspapier zu erzeugen, wobei die Tinte die Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung ist.
In noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bild bereitgestellt, welches auf einem Aufzeichnungsmaterial mit dem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren der vorliegenden Erfindung aufgezeichnet ist. Das Aufzeichnungsmaterial ist vorzugsweise ein Papier.
Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ersichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Verschiedene andere Ziele, Merkmale und damit verbundene Vorteile der vorliegenden Erfindung werden vollständiger gewürdigt werden, wenn diese aus der ausführlichen Beschreibung besser verstanden wird, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen in Erwägung gezogen wird, in welchen gleiche Bezugsbuchstaben durchgängig gleiche sich entsprechenden Teile bezeichnen und worin:
1 eine schematische Ansicht ist, die eine Ausführungsform (einen Reihendrucker) der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 eine perspektivische Ansicht von einer Ausführungsform der Tintenpatrone der vorliegenden Erfindung ist;
3 eine Querschnittsansicht der in 2 veranschaulichten Ausführungsform der Tintenpatrone der vorliegenden Erfindung ist;
4 eine perspektivische Ansicht von einer Ausführungsform der Tintenpatrone der vorliegenden Erfindung ist, welche mit einem Aufzeichnungskopf integriert ist; und
5 eine Querschnittsansicht von einem Aufzeichnungskopf zur Verwendung in der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung beinhaltet mindestens Wasser, ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel, ein teilchenförmiges Pigment, ein Dispergiermittel und eine Emulsion, wobei das teilchenförmige Pigment einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser (D50) von nicht größer als 100 nm hat und die Standardabweichung der Teilchendurchmesser-Verteilung des teilchenförmigen Pigments nicht größer als 1/2 des durchschnittlichen Teilchendurchmessers (D50) ist Als der Grund, warum der durchschnittliche Teilchendurchmesser (D50) nicht größer als 100 nm ist und die Standardabweichung der Teilchendurchmesser-Verteilung nicht größer als 1/2 des durchschnittlichen Teilchendurchmessers ist, wird das Folgende angenommen. Weil alle Pigmentteilchen Teilchendurchmesser nahe einem spezifischen Teilchendurchmesser mit kleiner Standardabweichung haben, verursachen die Pigmentteilchen in einem Bildgebiet kaum diffuse Reflexion, und dadurch hat das Bild eine gleichmäßige Bilddichte. Mit anderen Worten, wenn der durchschnittliche Teilchendurchmesser (D50) größer als 100 nm ist und die Standardabweichung der Teilchendurchmesser-Verteilung größer als 1/2 des durchschnittlichen Teilchendurchmessers (D50) ist, verursachen die Pigmentteilchen in einem Bildgebiet diffuse Reflexion, und dadurch hat das sich ergebende Bild eine ungleichmäßige Bilddichte und die Klarheit des Bildes wird verschlechtert.
Indem eine Emulsion in der Tintenstrahltinte beinhaltet wird, kann diffuse Reflexion der sich ergebenden Bilder vermieden werden, und dadurch haben die Bilder eine gleichmäßige Bilddichte.
In der vorliegenden Erfindung bedeutet die Emulsion Emulsionen, in welchen Wasser eine kontinuierliche Phase bildet, und die folgenden Materialien bilden eine Dispersionsphase.
Spezifische Beispiele der die Dispersionsphase der Emulsion zur Verwendung in der Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung bildenden Materialien beinhalten Harze wie Acrylharze, Vinylacetatharze, Styrol-Butadien-Harze, Vinylchloridharze, Acryl- Styrol-Harze, Butadienharze, Styrolharze, vernetzte Acrylharze, vernetzte Styrolharze, Benzoguanaminharze, phenolische Harze, Siliconharze, Epoxyharze, Urethanharze, Paraffinwachse, Fluor-haltige Harze und so weiter.
Unter diesen Materialien werden vorzugsweise Urethanharze verwendet, weil die sich ergebende Tinte eine gute Dispersionsstabilität und die sich ergebenden Bilder gute Klarheit haben.
In der vorliegenden Erfindung hat die Emulsion, bevor und nachdem die Emulsion mit anderen Bestandteilen der Tintenstrahltinte zur Herstellung der Tintenstrahltinte gemischt wird, eine O/W-Form (Öl in Wasser Form).
Spezifische Beispiele der Polyurethan-Emulsionen beinhalten Emulsionen, welche durch Emulgieren eines üblichen Polyurethanharzes mit verhältnismäßig guter Affinität zu Wasser unter Verwendung eines Emulgiermittels hergestellt werden, und selbstemulgierende Emulsionen, welche durch Emulgieren eines Polyurethanharzes hergestellt sind, in welchem eine als Emulgiermittel dienende funktionelle Gruppe durch ein Verfahren wie Copolymerisation eingebracht ist.
In der vorliegenden Erfindung können beide dieser Arten von Polyurethan-Emulsionen verwendet werden. Jedoch werden eine oder mehrere geeignete Emulsionen ausgewählt, indem das Zusammenpassen der Emulsionen mit den anderen Tintenbestandteilen in Betracht gezogen wird, um eine Tinte mit guter Dispersionsstabilität zu erhalten.
Unter diesen Polyurethan-Emulsionen werden vorzugsweise anionische, selbstemulgierende Polyurethanharz-Emulsionen verwendet, weil die sich ergebenden Tintenstrahltinten sogar dann gute Emulsionsstabilität aufweisen, wenn die Emulsionen mit unterschiedlichen Pigmenten und Dispergiermitteln kombiniert werden.
Die Polyurethanharz-Emulsionen zur Verwendung in der Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung haben vorzugsweise einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser nicht größer als 50 nm, und vorzugsweise nicht größer als 40 nm. Wenn der durchschnittliche Teilchendurchmesser zu groß ist, haben die sich ergebenden Bilder eine niedrige Transparenz und schlechte Klarheit. Überdies verursachen die Bilder diffuse Reflexion, was Verschlechterung der Klarheit der Bilder bewirkt.
Um der sich ergebenden Tintenstrahltinte gute Fixierbarkeit und Dispersionsstabilität zu verleihen, werden Polyurethanharz-Emulsionen vom Polycarbonat-Typ bevorzugter verwendet als Polyurethanharz-Emulsionen vom Polyester-Typ.
Die in den Emulsionen zur Verwendung in der Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung beinhalteten Polyurethanharze haben vorzugsweise eine Glasübergangstemperatur von 0°C bis –50°C, und bevorzugter von –10°C bis –40°C, um den sich ergebenden Bildern gute Abriebfestigkeit zu verleihen. Der Grund, warum ein solcher Bereich der Glasübergangstemperatur zu bevorzugen ist, steht noch nicht fest, es wird dafür aber folgendes angenommen. Wenn ein Polyurethanharz eine Glasübergangstemperatur nicht höher als 0°C hat, ist der Film aus dem Harz hart wie Glas, und die Pigmentteilchen und das Polyurethanharz haften gleichzeitig an einem Aufzeichnungsmaterial (das heißt, es scheint, dass das sich ergebende Bild aus Flächen aus den Teilchen und Flächen aus dem Harz besteht), und daher hat das Bild eine verhältnismäßig niedrige Abriebfestigkeit. Im Gegensatz dazu sind Polyurethanharze mit einer Glasübergangstemperatur nicht höher als 0°C weich wie ein Kautschuk, und dadurch breitet sich das Harz auf dem gesamten Bildfläche aus, während es das Pigment bedeckt, was Verbesserung der Abriebfestigkeit zur Folge hat. Es wird herausgefunden, dass wenn unterschiedliche Polyurethanharze bei gleichem Gehalt bewertet werden, Tinten die ein Polyurethanharz mit einer Glasübergangstemperatur von 0°C bis –50°C beinhalten, Bilder mit besserer Abriebfestigkeit herstellen können.
Die Glasübergangstemperatur wird unter Verwendung eines Differential-Abtastkalorimeters (DSC, Differential Scanning Calorimeter) oder einer thermomechanischen Analysevorrichtung (TMA) bestimmt.
Das Polyurethanharz in der Emulsion zur Verwendung in der Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht größer als 50 nm. Wenn der durchschnittliche Teilchendurchmesser zu groß ist, tritt dadurch, dass die Tinte nicht aus den Düsen ausgestoßen wird, weil die Düsen mit großen Emulsionsteilchen verstopft sind, ein Verstopfungsproblem auf. In diesem Fall wird Drucken möglich, wenn der Tintendurchgangsweg einschließlich der Düsen gereinigt wird, eine solche Maßnahme ist aber unpraktisch, das heißt, eine solche Tinte ist unpraktisch.
Die Polyurethanharz-Emulsionen zur Verwendung in der Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung haben vorzugsweise eine Mindest-Filmbildungstemperatur (MFT) von nicht höher als Raumtemperatur, und bevorzugter nicht höher als 25°C. Wenn die Polyurethanharz-Emulsion eine MFT nicht höher als Raumtemperatur hat, haben die sich ergebenden Bilder eine gute Fixierbarkeit, weil das Harz das Pigment an Fasern des Aufzeichnungspapiers binden kann, ohne dass irgendeine Erwärmungs- oder Trocknungsbehandlung durchgeführt wird.
Die MFT einer wässrigen Emulsion wird mit dem folgenden Verfahren bestimmt:

(1) die wässrige Emulsion wird auf einer Platte aus einem Metall wie Aluminium gespreitet,
(2) die gespreitete Emulsion wird auf natürliche Weise getrocknet, während die Umgebungstemperatur gleich gehalten wird;
(3) der Film wird visuell beobachtet, ob der Film transparent (das heißt, eine kontinuierliche Schicht) oder undurchsichtig (das heißt, eine diskontinuierliche Schicht) ist; und
(4) die Abläufe von (1) bis (4) werden wiederholt, während die Umgebungstemperatur verändert wird, um eine Mindesttemperatur zu bestimmen, oberhalb welcher transparenter Film gebildet werden kann.

An dieser Stelle bedeutet der Ausdruck „filmbildend", dass wenn eine wässrige Polymeremulsion, in welcher ein teilchenförmiges Polymer in Wasser dispergiert ist, auf eine Platte beschichtet wird, und dann eine kontinuierliche Phase bildendes Wasser abgedampft wird, ein Film aus dem Polymer gebildet wird. Dieser Polymerfilm kann das Pigment in der Tintenstrahltinte stark an die Oberfläche von Aufzeichnungsmaterialien binden, was die Erzeugung von Bildern mit guter Abriebfestigkeit und Wasserfestigkeit zur Folge hat.
Der Gehalt des Polyurethanharzes (das heißt, der emulgierten Teilchen) in der Tintenstrahltinte beträgt vorzugsweise 0,1 Gew.-% bis 20 Gew.-%, und bevorzugter 1,0 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenstrahltinte.
Wenn der Gehalt der emulgierten Teilchen zu niedrig ist, wird das Pigment in der Tinte unzureichend mit den emulgierten Teilchen bedeckt, und dadurch kann den sich ergebenden Bildern nicht eine gute Abriebfestigkeit verliehen werden. Wenn im Gegensatz dazu der Gehalt zu hoch ist, hat die sich ergebende Tintenstrahltinte eine zu hohe Viskosität, und dadurch wird es unmöglich, die Tinte aus Düsen von Tintenstrahl Aufzeichnungsköpfen freizusetzen.
Durch Beinhalten einer Siliconöl-Emulsion in der Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung kann überdies die Pigment-Dispergierung der Tintenstrahltinte ohne Anstieg der Viskosität der Tinte und Agglomeration der dispergierten Materialien verbessert werden (das heißt, Agglomeration von dispergierten Pigmentteilchen kann verhindert werden).
Die Wirkung der Siliconöl-Emulsion in der Tinte ist nicht bekannt, es wird aber dafür das Folgende angenommen. Da Siliconemulsionen eine geringe Oberflächenspannung haben, das heißt eine kleine Oberflächenenergie, breitet sich das Siliconöl auf der Oberfläche der zu dispergierenden Pigmentteilchen und der neu gebildeten Oberfläche von pulverisierten Pigmentteilchen aus, was die Bildung einer dünnen Schicht aus dem Siliconöl auf der Oberfläche der Pigmentteilchen zur Folge hat. Dadurch wird die Oberflächenenergie der Pigmentteilchen verringert. Überdies liegt das Siliconöl als Tropfen in der Tintenstrahltinte vor, wobei es sich kaum mit Wasser und wasserlöslichen Lösungsmitteln mischt und kaum an der Oberfläche der Pigmentteilchen adsorbiert wird. Wenn eine solche Tintenstrahltinte freigesetzt und an einem Aufzeichnungsmaterial haften gelassen wird, breitet sich das Siliconöl auf dem Pigment aus, und dadurch kann diffuse Reflexion der sich ergebenden Bilder vermieden werden.
Der Gehalt der Siliconöl-Emulsion in der Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-%, und bevorzugter 5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenstrahltinte. Wenn der Gehalt zu niedrig ist, ist die Auswirkung der Verhinderung diffuser Reflexion unzureichend. Wenn im Gegensatz dazu der Gehalt zu hoch ist, hat die sich ergebende Tintenstrahltinte eine zu hohe Viskosität, um zur Tintenstrahl-Aufzeichnung verwendet zu werden.
Das Gewichtsverhältnis (S/P) der Siliconöl-Emulsion (S) zu dem Pigment in der Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise 0,10/1 bis 20/1, und bevorzugter 1/1 bis 10/1. Überdies erhöht der Zusatz eines Siliconöls den Glanz der aufgezeichneten Bilder. Unter diesem Gesichtspunkt beträgt das Gewichtsverhältnis vorzugsweise 0,10/1 bis 10/1. Wenn das Gewichtsverhältnis in diesen Bereich fällt, kann die Oberfläche des Pigmentes gleichmäßig mit dem Siliconöl bedeckt werden. Daher beträgt das Gewichtsverhältnis (S/P) vorzugsweise 1/1 bis 10/1, wenn diese Punkte in Erwägung gezogen werden.
In der Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung ist der durchschnittliche Teilchendurchmesser der Siliconöl-Emulsion vorzugsweise größer als derjenige des in der Tinte beinhalteten Pigmentes. In diesem Fall kann das Pigmentteilchen mit der Siliconöl-Emulsion bedeckt werden, und dadurch können die Auswirkungen der Tintenstrahltinte, diffuse Reflexion zu verhindern und Glanz zu erhöhen, in vollem Maß hergestellt werden.
Der durchschnittliche Teilchendurchmesser (D50) der Siliconöl-Emulsion beträgt vorzugsweise nicht weniger als 100 nm, und bevorzugter nicht weniger als 200 nm. Wenn der durchschnittliche Teilchendurchmesser zu klein ist, kann das Pigment in einem Bild nicht vollständig mit dem Siliconöl bedeckt werden, und dadurch wird in dem Bild diffuse Reflexion verursacht, was die Bildung eines Bildes mit ungleichmäßiger Bilddichte zur Folge hat.
In der Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung ist der durchschnittliche Teilchendurchmesser (D50) des Pigmentes darin nicht größer als 100 nm und vorzugsweise nicht größer als 50 nm, und die Standardabweichung der Teilchendurchmesser-Verteilung der Pigmentteilchen ist nicht größer als 1/2, und vorzugsweise nicht größer als 1/4 des durchschnittlichen Teilchendurchmessers (D50) des Pigmentes, um zu verhindern, dass die sich ergebenden Bilder diffuse Reflexion verursachen.
Der durchschnittliche Teilchendurchmesser (D50) und die Standardabweichung der Teilchendurchmesser-Verteilung können mit der Teilchendurchmesser Analysevorrichtung UPA 150, hergestellt von Nikkiso Co., Ltd. bestimmt werden. In diesem Fall wird die Standardabweichung der Teilchendurchmesser-Verteilung als „sd" ausgegeben.
Spezifische Beispiele der schwarzen Pigmente zur Verwendung als das Pigment der Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung beinhalten Ruße wie Lampenruß und Kanalruß.
Spezifische Beispiele der gelben Pigmente beinhalten Pigment Yellow 1, 2, 3, 12, 13, 14, 16, 17, 73, 74, 75, 83, 93, 95, 97, 98, 114, 120, 128, 129, 138, 150, 151, 154, 155, 174, 180 und so weiter.
Spezifische Beispiele der magentafarbigen Pigmente beinhalten Pigment Red 5, 7, 12, 48 (Ca), 48 (Mn), 57 (Ca), 57:1, 112, 122, 123, 146, 168, 176, 184, 185 202 und so weiter; Pigment Violet 19; und so weiter.
Spezifische Beispiele der cyanfarbigen Pigmente beinhalten Pigment Blue 1, 2, 3, 15, 15:3, 15:4, 16, 22, 60, 63 und 66; Vat Blue 4 und 60; und so weiter.
Unter diesen Pigmenten werden Pigment Yellow 138, Pigment Red 122 und die Pigment Blue's 15 als ein Pigment für gelbe Farbe, ein Pigment für Magentafarbe beziehungsweise als ein Pigment für Cyanfarbe verwendet, weil sie gute Farbwiedergabe und Lichtbeständigkeit aufweisen.
Der Gehalt des Pigments in der Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-%, und bevorzugter 5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenstrahltinte. Wenn der Gehalt zu niedrig ist, haben die sich ergebenden Bilder eine niedrige Bilddichte. Wenn im Gegensatz dazu der Gehalt zu hoch ist, hat die sich ergebende Tintenstrahltinte eine zu hohe Viskosität, um zur Tintenstrahl-Aufzeichnung verwendet zu werden.
Die Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Dispergiermittel. Der Gehalt des Dispergiermittels in der Tintenstrahltinte beträgt vorzugsweise 0,3 bis 2 Gewichtsteile, und bevorzugter 0,5 bis 2 Gewichtsteile pro 1 Gewichtsteil des in der Tintenstrahltinte beinhalteten Pigments. Wenn der Gehalt in diesen Bereich fällt, wird es leicht, eine Tintenstrahltinte herzustellen, in welcher das dispergierte Pigment einen kleinen durchschnittlichen Teilchendurchmesser und eine kleine Standardabweichung in der Teilchendurchmesser-Verteilung aufweist. Überdies kann durch Zusatz eines Dispergiermittels in einer solchen Menge eine gute Oberflächenaktivierungswirkung hergestellt werden, und dadurch können Bilder hergestellt werden, die eine gute Klarheit haben.
Wenn der Gehalt des Dispergiermittels zu niedrig ist, wird der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Pigments in der Tintenstrahltinte groß, und dadurch haben die sich ergebenden Bilder eine schlechte Klarheit. Wenn im Gegensatz dazu der Gehalt zu hoch ist, hat die sich ergebende Tintenstrahltinte eine zu hohe Viskosität, um zur Tintenstrahl-Aufzeichnung verwendet zu werden.
Es werden Dispergiermittel mit der folgenden Formel (1) verwendet, weil sie eine Tintenstrahltinte ergeben, in welcher das dispergierte Pigment einen kleinen durchschnittlichen Teilchendurchmesser und eine kleine Standardabweichung in der Teilchendurchmesser-Verteilung hat
wobei n eine ganze Zahl von 20 bis 100 ist.
In dem Dispergiermittel mit der Formel (1) ist n eine ganze Zahl von 20 bis 100, und vorzugsweise von 30 bis 50. Wenn n zu klein ist, hat die sich ergebende Tintenstrahltinte eine schlechte Dispersionsstabilität, was eine Zunahme des durchschnittlichen Teilchendurchmessers des dispergierten Pigments zur Folge hat, und dadurch haben die sich ergebenden Bilder eine schlechte Klarheit. Wenn im Gegensatz dazu n zu hoch ist, hat die sich ergebende Tintenstrahltinte eine zu hohe Viskosität, um zur Tintenstrahl-Aufzeichnung verwendet zu werden. Unter diesen Dispergiermitteln ist Polyoxyethylen-(n=40)-β-naphthylether bevorzugter.
Die Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung beinhaltet vorzugsweise ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel, um einen guten Wasserbehalt und gute Benetzungsfähigkeit zu haben. Indem der Tintenstrahltinte ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel zugesetzt wird, verursacht die Tintenstrahltinte kaum solche Probleme, wie dass das dispergierte Pigment agglomeriert und die Viskosität der Tinte zunimmt, wenn die Tinte über einen langen Zeitraum aufbewahrt wird. Das heißt, die Tinte hat eine hohe Lagerfähigkeit. Überdies kann das Verstopfungsproblem dadurch, dass die Düsen, aus denen die Tinte freigesetzt wird, durch große Pigmentteilchen oder eingetrocknete Tinte verstopft sind, vermieden werden. Das liegt daran, dass die an den spitzen Rändern der Düsen befindliche Tinte Fluidität aufweist, sogar wenn sie über einen langen Zeitraum an den spitzen Rändern absetzen gelassen wurde, ohne mit einer Kappe und so weiter bedeckt zu sein. Das heißt, die Tintenstrahltinte hat eine gute Freisetzungseigenschaft.
Spezifische Beispiele von solchen wasserlöslichen organischen Lösungsmitteln zur Verwendung in der Tintenstrahltinte beinhalten mehrwertige Alkohole wie Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Glycerin, 1,2,6-Hexantriol, 2-Ethyl-1,3-hexandiol, Ethyl-1,2,4-butantriol, 1,2,3-Butantriol und Petriol; Alkylether von mehrwertigen Alkoholen wie Ethylenglycolmonoethylether, Ethylenglycolmonobutylether, Diethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonoethylether, Diethylenglycolmonobutylether, Tetraethylenglycolmonomethylether und Propylenglycolmonoethylether; Arylether von mehrwertigen Alkoholen wie Ethylenglycolmonophenylether und Ethylenglycolmonobenzylether; Stickstoff-haltige alicyclische Verbindungen wie N-Methyl-2-pyrrolidon, N-Hydroxyethyl-2-pyrrolidon, 2-Pyrrolidon, 1,3-Dimethylimidazolidinon, ε-Caprolactam und γ-Butyrolacton; Amide wie Formamid, N-Methylformamid, N,N-Dimethylformamid; Amine wie Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Monoethylamin, Diethylamin und Triethylamin; Schwefel-haltige Verbindungen wie Dimethylsulfoxid, Sulfolan und Thiodiethanol; Propylencarbonat, Ethylencarbonat und so weiter.
Diese wasserlöslichen organischen Lösungsmittel können allein oder in Kombination verwendet werden.
Unter diesen organischen Lösungsmitteln werden vorzugsweise Diethylenglycol, Thiodiethanol und Glycerin verwendet. Durch Verwendung solcher organischer Lösungsmittel kann das Auftreten des Verstopfungsproblems wegen der Verdampfung von Wasser in der Tinte vermieden werden und die Stabilität der Tintenzusammensetzung kann verbessert werden. Überdies kann die Klarheit der Bilder verbessert werden.
Die Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise eine Oberflächenspannung von 20 mN/m bis 50 mN/m, und bevorzugter von 25 mN/m bis 45 mN/m. Wenn die Oberflächenspannung der Tintenstrahltinte zu niedrig oder zu hoch ist, werden die Benetzungsfähigkeit und die Penetrationsfähigkeit der Tintenstrahltinte gegenüber Aufzeichnungspapieren schlechter, und überdies haben die sich ergebenden Bilder eine schlechte Klarheit.
Die Oberflächenspannung kann mit einem Gerät KRUSS K-10ST von KRUSS GmbH unter einer Umweltbedingung von 23°C und 55% r.F. gemessen werden.
Die Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise eine Viskosität nicht größer als 10 mPa·s. Wenn die Viskosität zu hoch ist, tritt das Problem auf, dass Bilder nicht gedruckt werden können. Die Viskosität kann mit einem Gerät, RE-80L von Toki Sangyo Co., Ltd., unter der Umweltbedingung von 23°C und 55% r.F. gemessen werden.
Der pH-Wert der Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise 7 bis 10. Es wird vorzugsweise ein pH-Puffer in der Tintenstrahltinte beinhaltet, um den pH-Wert so zu steuern, dass er in dem vorstehend erwähnten Bereich liegt.
Spezifische Beispiele von dem pH-Puffer beinhalten Aminoethansulfonsäure, 2-Aminoethansulfonsäure, Ester von 2-Aminoethylsulfonsäure, N-Acetyl-L-cystein, Catechol, Pyrogallol, o-Phenolsulfonsäure, Phloroglucin, Resorcin, Asparagin, Arginin, L-Allothreonin, Ornithin, Salzsäuresalz von Ornithin, Glutathion (reduzierte Form), oxidiertes Glutathion, Glutamin, Cystin, Cystein, 3,4-Hydroxyphenylalanin, Citrullin, L-Serin, DL-Serin, Tyrosin, Tryptophan, L-Threonin, DL-Threonin, Histidin, Phenylalanin, Homocystein, DL-Methionin, L-Methionin, Lycin, Salzsäuresalz von Lycin, 4-Aminopyridin, Pyridoxal, Salzsäuresalz von Pyridoxin, Morpholin, Inosin, Uracil, Guanin, Guanosin, Hypoxanthin, Purin, N,N-Bis(2-hydroxyethyl)-2-aminoethansulfonsäure, 3-Morpholinopropansulfonsäure, [N-Tris(hydroxymethyl)-methyl-2-amino]ethansulfonsäure, N-2-Hydroxyethylpiperazin-N'-2-ethansulfonsäure, Piperazin-N-N'-bis(2-hydroxypropan)-3-sulfonsäure, 3-[N-(Trishydroxymethyl)-methylamino]-2-hydroxypropansulfonsäure, 3-[N,N-Bis(2-hydroxyethyl)amino]-2-hydroxypropansulfonsäure, N-2'-Hydroxyethylpiperazin-N-2-hydroxypropan-3-sulfonsäure, N-2-Hydroxyethylpiperazin-N'-2-ethansulfonsäure, Tris(hydroxyethyl)aminomethan, N-[Tris(hydroxymethyl)methyl]glycin, Glycylglycin, N,N-Di(2-hydroxyethyl)glycin, N-[Tris(hydroxymethyl)methyl]-3-aminopropansulfonsäure, Diethanolamin, Ethanolamin, 2-Amino-2-methyl-1,3-propandiol, 2-Amino-2-ethyl-1,3-propandiol-3-[(1,1-dimethyl-2-hydroxyethyl)amino]-2-hydroxypropansulfonsäure, 2-Cyclohexylaminoethansulfonsäure, N-Cyclohexyl-2-hydroxy-3-aminopropansulfonsäure, 3-Cyclohexylaminopropansulfonsäure und so weiter.
Unter diesen Verbindungen sind 3-[(1,1-Dimethyl-2-hydroxyethyl)amino]-2-hydroxypropansulfonsäure, 2-Cyclohexylaminoethansulfonsäure, N-Cyclohexyl-2-hydroxy-3-aminopropansulfonsäure und 3-Cyclohexylaminopropansulfonsäure bevorzugt.
Der Gehalt der pH-Puffer in der Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung beträgt 0,001 bis 10 Gew.-%, bevorzugter 0,005 bis 5 Gew.-% und am bevorzugtesten 0,05 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenstrahltinte. Wenn der Gehalt zu niedrig ist, kann die Wirkung, den pH-Wert zu regeln, nicht vollständig hergestellt werden. Wenn im Gegensatz dazu der Gehalt zu hoch ist, hat die sich ergebende Tintenstrahltinte eine zu hohe Viskosität. Es ist bevorzugt, einen pH-Puffer bei dem Herstellungsvorgang der Pigmentdispersion und nicht bei dem Vorgang der Herstellung der Tinte zuzusetzen, bei welchem die in dem Herstellungsvorgang der Pigmentdispersion hergestellte Pigmentdispersion mit Additiven gemischt wird, um den pH-Wert der sich ergebenden Tinte in einem engen pH-Bereich sogar bei einem kleinen Gehalt zu regeln.
Die Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung kann Tenside wie nichtionische Tenside, anionische Tenside, kationische Tenside und amphotere Tenside; Antiseptika; und so weiter beinhalten.
Spezifische Beispiele der nichtionischen Tenside beinhalten Polyoxyethylenalkylphenylether, Polyoxyethylenalkylether, Ester von Fettsäuren mit Polyoxyethylen, Ester von Fettsäuren mit Sorbitan, Ester von Fettsäuren mit Polyoxyethylensorbitan, Ester von Fettsäuren mit Polyoxyethylenglycerin, Ester von Fettsäuren mit Polyglycerin, Ester von Fettsäuren mit Polyoxyethylensorbit, Polyoxyethylensterol, Polyoxyethylen-Polyoxypropylenalkylether, Polyoxyethylenfettsäureamide, Polyoxyethylen-Polyoxypropylen-Blockcopolymere, Tetramethyldecindiol, Addukte von Tetramethyldecindiol mit Ethylenoxid und so weiter.
Spezifische Beispiele der anionischen Tenside beinhalten Alkylbenzolsulfonate, Alkylphenylsulfonate, Alkylnaphthalinsulfonate, Salze höherer Fettsäuren, Sulfate von Estern höherer Fettsäuren, Sulfonate von Estern höherer Fettsäuren, Sulfate von höheren Alkoholethern, Sulfonate von höheren Alkoholethern, Salze von Höheralkyl-Sulfobernsteinsäure, Kondensationsprodukte von Naphthalinsulfonaten mit Formalin, Salze von Polystyrolsulfonsäuren, Salze von Polyacrylsäure, Salze von Polyoxyethylen-Alkyletherphosphorsäuren, Salze von Polyoxyethylen-Alkylethercarbonsäuren, Salze von Alkylschwefelsäuren, Acrylsäure-Acrylat-Copolymere und so weiter.
Überdies können auch Silicon-basierte Tenside, wie Addukte von Polysiloxan mit Polyoxyethylen; Fluor-haltige Tenside wie Perfluoralkylcarboxylate, Perfluoralkylsulfonate und Oxyethylenperfluoralkylether; und Bio-Tenside wie Spiculisporsäure, Rhamnolipd und Lysolecithin ebenfalls verwendet werden.
Der Gehalt von dem Tensid in der Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise 0,1 bis 5,0 Gew.-% und bevorzugter 0,5 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenstrahltinte.
Die Pigmentdispersion zur Verwendung in der Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung kann durch Mischen eines Pigmentes, eines Dispergiermittels und von Wasser, wahlweise zusammen mit Additiven wie wasserlöslichen Lösungsmitteln, und Dispergieren der Mischung unter Verwendung einer bekannten Dispergiermaschine wie einer Sandmühle, Kugelmühle, Perlenmühle, Walzenmühle, eines NANOMIZERs und HOMOGENIZERs (das heißt, die Mischung wird einer nassen Dispersionsbehandlung unterworfen) hergestellt werden. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Zusatzmenge des Tensides von 0,3 bis 2 Gewichtsteilen pro 1 Gewichtsteil des darin beinhalteten Pigments beträgt.
Die Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung beinhaltet vorzugsweise ein Fluorhaltiges Tensid. Geeignete Fluor-haltige Tenside beinhalten Natriumsalze von Fluoralkylbenzolsulfonsäuren, Fluoralkylphosphonsäure, Natriumsalze von Fluoralkylbenzolcarbonsäuren, Fluoralkylpolyoxyethylenether, Fluoralkylammoniumjodid, Fluoralkylbetain und so weiter. Unter diesen Fluor-haltigen Tensiden sind anionische Fluor-haltige Tenside, wie Natriumsalze von Fluoralkylbenzolsulfonsäuren, welche sehr gut löslich in Wasser sind, speziell zu bevorzugen.
Die Zusatzmenge von solchen Fluor-haltigen Tensiden beträgt 0,1 bis 5,0 Gew.-%, und bevorzugter 0,5 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte.
Die auf diese Weise hergestellte Pigmentdispersion wird vorzugsweise für die Pigment-basierte Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung verwendet.
Die Pigment-basierte Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung kann typischer Weise mit dem folgenden Verfahren hergestellt werden:

(1) die vorstehend hergestellte Pigmentdispersion und andere Additive wie Wasser, wasserlösliche organische Lösungsmittel und Tenside werden unter Rühren gemischt;
(2) die Mischung wird einer Filtrationsbehandlung, einer Zentrifugationsbehandlung oder dergleichen Behandlung unterworfen, um grobe Teilchen daraus zu entfernen; und
(3) dann wird die Mischung entlüftet.

Der Pigmentgehalt der Tintenstrahltinte beträgt vorzugsweise 1 bis 7 Gew.-%. Wenn der Pigmentgehalt zu niedrig ist, haben die sich ergebenden Druckbilder eine schlechte Klarheit, weil sie eine niedrige Bilddichte haben. Wenn im Gegensatz dazu der Gehalt zu hoch ist, hat nimmt die Viskosität der sich ergebenden Tintenstrahltinte stark zu und dadurch neigt die Tintenstrahltinte dazu, das Verstopfungsproblem zu verursachen.
Wenn die Tintenstrahltinte hergestellt wird, können wahlweise die vorstehend zur Verwendung in der Pigmentdispersion erwähnten Additive zugesetzt werden. Zum Beispiel kann ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel in einer Menge von 0 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-% und bevorzugter 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, zugesetzt werden.
Die auf diese Weise hergestellte Pigment-basierte Tintenstrahltinte kann vorzugsweise für eine Tintenpatrone verwendet werden, welche typischer Weise mehrere Farbtinten beinhaltet, die jeweils einen unterschiedlichen Farbton haben und welche zur Erzeugung von Vollfarbbildern verwendet wird.
Die Tintenpatrone der vorliegenden Erfindung kann für einen Tintenstrahldrucker verwendet werden, welcher eine oder mehrere Tinten auf ein Aufzeichnungsmaterial wie Papiere freisetzt, um auf dem Aufzeichnungsmaterial ein Bild aufzuzeichnen.
Die Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung kann für Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren (-Vorrichtungen) vom kontinuierlich projizierenden Typ und für Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren (-Vorrichtungen) vom On-demand-Typ verwendet werden. Die Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren vom On-demand-Typ beinhalten piezoelektrische Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, thermische Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren und elektrostatische Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren.
Eine Ausführungsform der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 1 erklärt werden.
1 ist eine schematische Ansicht, die den Arbeitsteil von einer Ausführungsform der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, welche eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung vom Reihentyp ist und eine Tintenpatrone mit einem Tintenbehälter, enthaltend die Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung, aufweist.
In der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung, wie in 1 gezeigt, werden eine Haupt-Trage/Führungsstange 3 (hierin nachfolgend eine Hauptführungsstange 3) und eine Folger-Trage/Führungsstange 4 (hierin nachfolgend eine Folgerführungsstange 4) von Seitenplatten 1 und 2 derart getragen, dass die Hauptführungsstange 3 und die Folgerführungsstange 4 im wesentlichen horizontal gestellt sind. Eine Schlitteneinheit 5 gleitet in einer Hauptabtastrichtung (das heißt, in einer durch einen Pfeil mit zwei Spitzen angedeuteten Richtung), während sie von der Hauptführungsstange 3 und der Folgerführungsstange 4 abgestützt wird. Die Schlitteneinheit 5 hat vier Köpfe 6, das heißt, einen Tintenkopf für Gelb 6y, einen Tintenkopf für Magenta 6m, einen Tintenkopf für Cyan 6c und einen Tintenkopf für Schwarz 6k, die jeweils eine Gelb-Tinte, eine Magenta-Tinte, eine Cyan-Tinte und eine Schwarz-Tinte ausstoßen. Eine Tinten-Freisetzungsfläche 6a (das heißt, eine Fläche mit Düsen) ist abwärts gerichtet. In dem oberen Teil der Schlitteneinheit 5 sind vier Tintenpatronen 7y, 7m, 7c und 7k auswechselbar angebracht, welche jeweils die Köpfe 6y, 6m, 6c und 6k mit den gelben, magentafarbigen, cyanfarbigen oder schwarzen Tinten versorgen.
Die Schlitteneinheit 5 ist mit einem Synchronriemen 11 verbunden, der von einer Antriebsrolle 9 (das heißt, einer antreibenden Synchronrolle), die von einem Hauptabtastmotor 8 angetrieben wird, und einer angetriebenen Rolle 10 (das heißt einer losen Rolle) unter Dehnung in Rotation versetzt wird. Durch Ansteuern des Hauptabtastmotors 8 gleitet der Schlitten 5 (das heißt, vier Aufzeichnungsköpfe 6) in der Hauptabtastrichtung.
Zwischengestelle 13 und 14 stehen auf einer mit den Seitenplatten 1 und 2 verbundenen Bodenplatte 12. Die Zwischengestelle 13 und 14 lagern drehbar eine Zuführungswalze 15, welche ein Aufzeichnungsmaterial 16 in einer Nebenabtastrichtung senkrecht zu der Hauptabtastrichtung anliefert. Außerhalb des Zwischengestells 14 ist ein Nebenabtastmotor 17 angebracht. Ein Zahnrad 18, das an einer Rotationsachse des Nebenabtastmotors 17 befestigt ist, kämmt mit einem auf der Achse der Zuführungswalze 15 befestigten Zahnrad 19, um die Rotation des Nebenabtastmotors 17 auf die Zuführungswalze 15 zu übertragen.
An einer Stelle zwischen der Seitenplatte 1 und dem Zwischengestell 13 ist ein Mechanismus 21 zur Aufrechterhaltung der Zuverlässigkeit (auf den hierin nachfolgend als ein „Subsystem" 21 Bezug genommen wird) bereitgestellt, der konfiguriert ist, die Zuverlässigkeit des Kopfes aufrecht zu halten. Das Subsystem 21 hat vier Kappen 22, welche die vier Tinten-Freisetzungsflächen 6a verdeckeln und welche von einem Halter 23 getragen werden. Der Halter 23 wird von einem Verbindungsglied 24 getragen. Wenn die sich zu der Seitenplatte 1 bewegende Schlitteneinheit 5 eine mit dem Halter 23 in Eingriff stehende Platte 25 kontaktiert, wird der Halter 23 wegen der Bewegung der Schlitteneinheit 5 angehoben, und dadurch werden die Freisetzungsflächen 6a des Tintenstrahlkopfes 6 mit den Kappen 22 verdeckelt. Wenn die auf den Kappen 22 befindliche Schlitteneinheit 5 sich zu der Seitenplatte 2 bewegt, wird der Halter 23 wegen der Bewegung der Schlitteneinheit 5 abgesenkt, was die Trennung der Freisetzungsflächen 6a des Tintenstrahlkopfes 6 von den Kappen 22 zur Folge hat.
Die Kappen 22 sind durch ein Saugrohr 26 mit einer Saugpumpe 27 verbunden. Überdies haben die Kappen 22 Luftöffnungen, welche über einen Schlauch und ein Ventil zur Luft führen. Überdies wird die von der Saugpumpe 27 gesammelte Tinte (Abfalltinte) über einen Entsumpfungsschlauch in einen Abfalltintentank (nicht gezeigt) abgelassen.
An einer Stelle außerhalb des Halters 23 ist an einem Klingenarm 29 eine Abwischklinge 28, konfiguriert zum Abwischen der Freisetzungsflächen 6a des Tintenkopfes 6 und aus einem Material wie Fasermaterial, Schaumstoffmaterial und elastischen Materialien (zum Beispiel Kautschuken) hergestellt, bereitgestellt. Der Klingenarm 29 ist so gelagert, dass er von einer von einem Antriebsmittel (nicht gezeigt) gedrehten Kurvenscheibe verschwenkt wird.
Geeignete Aufzeichnungsmaterialien zur Verwendung in der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung beinhalten Tinte absorbierende Materialien, wie Papiere, welche die Tintenstrahltinte absorbieren, und Tinte nicht absorbierende Materialien, welche die Tintenstrahltinte nicht absorbieren.
Spezifische Beispiele der Aufzeichnungsmaterialien beinhalten Folien aus Kunststoff wie Polyethylenterephthalat, Polycarbonat, Polypropylen, Polyethylen, Polysulfon, ABS-Harze und Polyvinylchlorid-Harze; Metallen wie Messing, Eisen, Aluminium, rostfreiem Stahl und Kupfer, Materialien, in welchen eine Metallschicht unter Verwendung eines Verfahrens wie Abscheidung auf einem Nichtmetallmaterial ausgebildet ist; einer Wasser abstoßenden Endbehandlung unterworfene Papiere; durch Sintern von anorganischen Materialien bei einer hohen Temperatur hergestellte Keramik; und so weiter. Unter diesen Materialien sind Papiere bevorzugter, weil die Kosten verhältnismäßig gering sind und die darauf hergestellten Bilder natürlich aussehen.
2 und 3 sind eine perspektivische Ansicht und ein Querschnittsaufriss von vorne der Tintenpatrone 7 der vorliegenden Erfindung.
Wie in 2 und 3 gezeigt, hat die Tintenpatrone 7 einen Patronen-Hauptkörper 41, in welchem ein Tintenabsorber 42 enthalten ist. Der Tintenabsorber 42 absorbiert eine Farbtinte (zum Beispiel eine Gelb-, Magenta-, Cyan- oder Schwarztinte). Die Tinte ist die Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung. Der Patronen-Hauptkörper 41 hat einen Behälter 43 mit einer großen Öffnung an dem oberen Teil davon und eine obere Abdeckung 44, welche unter Verwendung eines Klebers oder durch Schweißen an dem Behälter 43 angeklebt ist. Der Hauptkörper 41 ist zum Beispiel aus einem Harz (einem geformten Harz) hergestellt. Der Tintenabsorber 42 wird aus einem porösen Material wie Urethanschaum gebildet. Ein solches poröses Material wird in den Patronen-Hauptkörper 41 durch Anwendung von Druck eingebracht und dann wird eine Tinte in das poröse Material eingespritzt, so dass das poröse Material die Tinte absorbiert.
An der Unterseite des Patronen-Hauptkörpers 41 ist eine Durchlassöffnung zur Tintenzufuhr 45 bereitgestellt, um die Tinte einem der Aufzeichnungsköpfe 6 anzuliefern. Ein Dichtungsring 46 ist im Eingriff mit der inneren Umfangsfläche der Durchlassöffnung zur Tintenzufuhr 45. Überdies hat die Abdeckung 44 eine Luftöffnung 47.
Der Patronen-Hauptkörper 41 hat eine Kappe 50. Die Kappe 50 bedeckt die Durchlassöffnung zur Tintenzufuhr 45, um die darin enthaltene Tinte daran zu hindern, aus dem Hauptkörper 41 herauszulaufen, bevor die Patrone in eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung eingesetzt gesetzt wird. Überdies hindert die Kappe 50 die Tinte am Herauslaufen aus dem Hauptkörper 41 wegen Verformung des Gehäuses 43, die durch Druck auf die breite Oberfläche der Patrone verursacht wird, wenn die Patrone eingesetzt, gehandhabt oder im Vakuum verpackt wird.
Eine Foliendichtung 55 mit einer hohen Sauerstoffpermeabilität ist auf die Luftöffnung 47 geklebt, um die Luftöffnung abzudichten, wie in 2 veranschaulicht. Die Foliendichtung 55 dichtet nicht nur die Luftöffnung 47, sondern auch mehrere in der Nähe der Luftöffnung 47 ausgebildete Rillen 48 ab. Durch Abdichten der Luftöffnung 47 mit einer Foliendichtung 55 mit einer hohen Sauerstoffpermeabilität kann die Tinte wirkungsvoll entlüftet werden, wenn die Patrone 7 unter vermindertem Druck verpackt wird, sogar wenn Luft in der Tinte gelöst wird, wenn die Tinte in die Patrone gefüllt wird oder in dem zwischen dem Tintenabsorber 42 und dem Patronen-Hauptkörper 41 ausgebildeten Raum A (wie in 3 gezeigt) vorhandene Luft in der Tinte gelöst wird. Das heißt, wenn eine solche abgedichtete Tintenpatrone mit einem kaum luftdurchlässigen Verpackungsmaterial, wie mit Aluminium laminierten Folien, unter einem verringerten Druck eingewickelt wird, kann die in der Tinte aufgelöste Luft in den zwischen dem Patronen-Hauptkörper 41 und dem Einwickelmaterial gebildeten Raum entweichen.
Die Ziffer 51 bezeichnet einen Vorsprung der Kappe 50, der ausgebildet ist, um die Tinte am Herauslaufen aus dem Hauptkörper 41 der Tintenpatrone zu hindern. Ziffer 53 bezeichnet einen Vorsprung. Durch Drücken auf den Vorsprung 53 kann die Kappe 50 leicht von dem Hauptkörper 41 gelöst werden. Ziffer 71 bezeichnet einen Vorsprung, durch den die Farbe der Tinte in der Patrone bestimmt werden kann. Die Ziffern 81 und 82 bezeichnen einen Vorsprung und eine Ausnehmung, mit denen die Patrone leicht von dem Drucker gelöst werden kann.
4 ist eine schematische Ansicht, welche die Tintenpatrone (das heißt, eine Aufzeichnungseinheit) mit einem die Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung enthaltenden Behälter und einem Tropfen der Tinte freisetzenden Aufzeichnungskopf veranschaulicht. Sodann wird die Aufzeichnungseinheit unter Bezugnahme auf 4 erklärt werden.
Eine Aufzeichnungseinheit 30 wird für Reihen-Tintenstrahldrucker verwendet. Die Aufzeichnungseinheit 30 beinhaltet als Hauptelemente einen Aufzeichnungskopf 6, einen die dem Aufzeichnungskopf 6 zuzuführende Tinte enthaltenden Tintentank 41 und eine den Tintentank 33 luftdicht haltende Behälterabdeckung 34. Der Aufzeichnungskopf 6 hat mehrere Düsen 32 zum Freisetzen der Aufzeichnungstinte. Die Aufzeichnungstinte wird durch einen Tintenzufuhrschlauch (nicht gezeigt) aus dem Tintentank 33 in ein Tintenfach (nicht gezeigt) geliefert. Die Aufzeichnungstinte in dem Tintenfach wird von den Düsen 32 gemäß elektrischen Signalen freigesetzt, die durch eine Elektrode 31 aus dem Hauptkörper der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung eingegeben werden. Die Aufzeichnungseinheit dieses Typs wird typischer Weise für so genannte thermische oder Blasen-Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe verwendet, welche zu niedrigen Kosten hergestellt werden können und welche Wärmeenergie als die Kraftquelle zum Freisetzen von Tintentropfen verwenden.
Der Tintentropfen freisetzende Aufzeichnungskopf wird unter Bezugnahme auf 5 erklärt werden. 5 ist eine Querschnittsansicht von der Seite eines elektrostatischen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes.
Der Aufzeichnungskopf, wie in 5 gezeigt, beinhaltet drei Einkristall-Siliciumsubstrate 101, 102 (das heißt, 102a und 102b) und 103, welche beim Verkleben übereinander gelegt werden. Der Grund, warum Einkristall-Silicium für den Aufzeichnungskopf verwendet wird ist, dass eine dünne Schwingungsplatte, welche eine Dicke von etwa wenigen Micrometern hat und welche zum Freisetzen von Tinte verwendet wird, mit einem Ätzverfahren leicht hergestellt werden kann. Überdies ist das Material vorteilhaft, weil es unter Verwendung eines Anoden-Verbindungsverfahrens leicht mit einem hohen Maß von Genauigkeit verbunden werden kann.
Wenn die Schwingungsplatte bei Anlegen einer elektrostatischen Kraft in Schwingung versetzt wird, ist es überdies notwendig, an die Elektrode eine Spannung zu legen, um die elektrostatische Kraft zu erzeugen. Da Silicium ein Halbleiter ist und leicht so verarbeitet werden kann, dass es einen niedrigen Widerstand hat, kann das Siliciumsubstrat als eine Elektrode der Schwingungsplatte dienen. Das heißt, Silicium wird vorteilhafter Weise verwendet, weil auf der Seite der Schwingungsplatte keine zusätzliche Elektrode erzeugt werden muss.
Das Zwischensubstrat, das heißt das erste Substrat 101, hat einen ersten vertieften Teil, der ein Tintenfach 106 bildet und eine Bodenwand hat, die als Schwingungsplatte 105 dient, einen Vorsprung, welcher an dem hinteren Ende des vertieften Teils ausgebildet ist und welcher einen Abschnitt zum Regulieren des Tintenflusses 107 bildet, und einen zweiten vertieften Teil, welcher einen Tintenhohlraum 108 bildet, welcher allgemein die Tinte in die verschiedenen Tintenfächer 106 liefert.
Das zweite Substrat 102, welches mit der unteren Oberfläche des ersten Substrates 101 verklebt ist, besteht aus einem Einkristall-Siliciumsubstrat 120b und einer auf dem Siliciumsubstrat 102b ausgebildeten Siliciumoxidschicht 102a. Auf der Siliciumoxidschicht 102a ist eine Elektrode 121 ausgebildet, welche eine Form ähnlich derjenigen der Schwingungsplatte 105 hat. Die Elektrode 121 hat einen Elektroden-Anschlusssteil 123. Die Elektrode 121 ist außer auf dem Elektroden-Anschlussteil 123 mit einer Isolierschicht 122 bedeckt. Das zweite Substrat kann auch aus PYREX-Glas und so weiter hergestellt werden.
Das dritte Substrat 103, welches mit der oberen Fläche des ersten Substrates 101 verklebt ist, hat eine Düse 104. Das dritte Substrat 103 und das erste Substrat 101 bilden das Tintenfach 106, den Abschnitt zur Regulierung des Tintenflusses 107 und den Tintenhohlraum 108. Das dritte Substrat 103 hat ebenfalls eine Tintenzufuhröffnung 131, durch welche die Tinte dem Tintenhohlraum 108 zugeführt wird. Die Tintenzufuhröffnung 131 ist durch ein Verbindungsrohr und einen Schlauch (nicht gezeigt) mit der Tintenpatrone verbunden. Das dritte Substrat 103 kann auch aus Material wie Glas, Nickel, Kunststoff, rostfreiem Stahl und so weiter hergestellt sein.
Wenn an die Elektrode 121 durch einen Schwingkreis 142 in dem auf diese Weise aufgebauten, eine elektrostatische Kraft verwendenden Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf 6 ein positiver Spannungsimpuls angelegt wird, wird die Oberfläche der Elektrode 121 aufgeladen, so dass sie ein positives Potential hat, und die Schwingungsplatte 105 gegenüber der Elektrode 121 wird zu einem negativen Potential aufgeladen, und dadurch verbiegt sich die Schwingungsplatte 105 wegen der elektrostatischen Anziehungskraft nach unten.
Wenn das Anlegen des Spannungsimpulses an die Elektrode 121 beendet wird, geht die verbogene Schwingungsplatte 105 in die vorherige Position zurück, was einen schnellen Anstieg des Druckes in dem Tintenfach 106 zur Folge hat, und dadurch wird ein Tintentropfen 141 aus der Düse 104 in Richtung eines Empfangsmaterials (nicht gezeigt) freigesetzt. Dann biegt sich die Schwingungsplatte 105 wieder nach unten, und dadurch wird die Tinte in dem Tintenhohlraum 108 durch den Abschnitt zur Regulierung des Tintenflusses 107 dem Tintenfach 106 zugeliefert. Als der Schwingkreis 142 können Schaltungen, die einen Spannungsimpuls ein/aus schalten, oder Stromwender verwendet werden. Wenn Bilder erzeugt werden, werden gemäß Bildsignalen elektrische Impulse an die Elektrode 121 gelegt, um bildmäßig Tintentropfen aus den Düsen 104 freizusetzen.
Nachdem diese Erfindung allgemein beschrieben wurde, kann weiteres Verständnis durch Bezugnahme auf bestimmte spezifische Beispiele erhalten werden, welche hierin lediglich zum Zweck der Veranschaulichung geboten werden und nicht als beschränkend gedacht sind. In den folgenden Beispielen stellen die Zahlen Gewichtsverhältnisse in Teilen dar, wenn nicht anders spezifiziert. Die durchschnittlichen Teilchendurchmesser, auf die in der Spezifikation und den Ansprüchen Bezug genommen wird, sind Volumenmittel-Teilchendurchmesser.
BEISPIELE
Beispiel 1

Die folgenden Komponenten wurden gemischt, um eine Pigmentdispersion (A) zur Verwendung in einer Pigment-basierten Tintenstrahltinte herzustellen. Rezeptur der Pigmentdispersion (A)

Pigment Red 122	150
(PASTOGEN SUPER MAGENTA RG von Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)
Dispergiermittel mit Formel (1)	110
(von Takemoto Oil & Fats Co., Ltd., n=40)
Netzmittel	2
(Polyoxyethylen-(n=7)-sec-Alkyl (C12-14)-Ether, PIONIN D-1107S von Takemoto
Oil & Fats Co., Ltd.)
Acrylharz-Emulsion	10
(AG-400 von Asahi Glass Co., Ltd., durchschnittlicher Teilchendurchmesser
102 nm)
Destilliertes Wasser	738

Die folgenden Komponenten wurden gemischt. Rezeptur der Tintenstrahltinte (a)

vorstehend hergestellte Pigmentdispersion (A)	40,0
(Pigmentgehalt 15 Gew.-%)
Glycerin	7,5
Diethylenglycol	22,5
2-Ethyl-1,3-hexandiol	3,0
2-Pyrrolidon	3,0
Natriumsalz von Polyoxyethylen-(n=3) Alkyl C13-Ether
Essigsäure	0,45
Destilliertes Wasser	73,55

Die Mischung wurde 30 Minuten lang gerührt und dann unter Verwendung eines Membranfilters mit Öffnungen von 0,8 μm Durchmesser der Filtration unterworfen, gefolgt von Vakuumentlüftung. Auf diese Weise wurde eine Tintenstrahltinte (a) hergestellt.
Beispiel 2
Der Ablauf zur Herstellung der Tintenstrahltinte in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die zum Herstellen der Pigmentdispersion (A) verwendete Acryl-Emulsion AG-4000 durch eine Urethanharz-Emulsion SF-150 ersetzt wurde, welche von Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. hergestellt wird und welche einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 87 nm hat. Auf diese Weise wurde eine Tintenstrahltinte (b) hergestellt.
Beispiel 3
Der Ablauf zur Herstellung der Tintenstrahltinte in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die zum Herstellen der Pigmentdispersion (A) verwendete Acryl-Emulsion AG-4000 durch eine Urethanharz-Emulsion SF-126 ersetzt wurde, welche von Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. hergestellt wird und welche einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 12 nm hat. Auf diese Weise wurde eine Tintenstrahltinte (c) hergestellt.
Beispiel 4
Der Ablauf zur Herstellung der Tintenstrahltinte in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die zum Herstellen der Pigmentdispersion (A) verwendete Acryl-Emulsion AG-4000 durch eine Siliconöl-Emulsion FZ-4157 ersetzt wurde, welche von Nippon Unicar Co., Ltd. hergestellt wird und welche einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 300 nm hat. Auf diese Weise wurde eine Tintenstrahltinte (d) hergestellt.
Beispiel 5
Der Ablauf zur Herstellung der Tintenstrahltinte in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die zum Herstellen der Pigmentdispersion (A) verwendete Acryl-Emulsion AG-4000 durch eine Siliconöl-Emulsion SAG-30 ersetzt wurde, welche von Nippon Unicar Co., Ltd. hergestellt wird und welche einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 225 nm hat. Auf diese Weise wurde eine Tintenstrahltinte (e) hergestellt.
Beispiel 6
Der Ablauf zur Herstellung der Tintenstrahltinte in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die zum Herstellen der Pigmentdispersion (A) verwendete Acryl-Emulsion AG-4000 durch eine Siliconöl-Emulsion FZ-4188 ersetzt wurde, welche von Nippon Unicar Co., Ltd. hergestellt wird und welche einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 85 nm hat. Auf diese Weise wurde eine Tintenstrahltinte (f) hergestellt.
Vergleichsbeispiel 1
Der Ablauf zur Herstellung der Tintenstrahltinte in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die Acryl-Emulsion AG-4000 bei der Herstellung der Pigmentdispersion (A) nicht zugesetzt wurde. Auf diese Weise wurde eine Tintenstrahltinte (g) hergestellt.
Die auf diese Weise hergestellten Tintenstrahltinten (a) bis (g) wurden wie folgt bewertet.
1. Teilchendurchmesser (D50) und Standardabweichung (sd) der Teilchendurchmesser-Verteilung des Pigmentes in einer Tintenstrahltinte.
Der Teilchendurchmesser (D50) des Pigmentes in jeder Tintenstrahltinte wurde unter Verwendung einer Teilchendurchmesser-Analysevorrichtung UPA150, hergestellt von Nikkiso Co., Ltd. gemessen.
Überdies wurde die Standardabweichung (sd) der Teilchendurchmesser-Verteilung des Pigmentes in jeder Tinte ebenfalls unter Verwendung der Teilchendurchmesser-Analysevorrichtung UPA150 bestimmt.
2. Bildaufzeichnungstest
Jede Tintenstrahltinte wurde in einen Tintenstrahldrucker EM-930C, hergestellt von Seiko Epson Corp. verbracht und Bilder wurden auf einem Aufzeichnungspapier, Xerox 4024-Papier mit einem Verleimungsgrad von 32 Sekunden und einer Luftpermeabilität von 21 Sekunden aufgezeichnet, um die Stabilität der Tintenfreisetzung von jeder Tintenstrahltinte und die Bildqualität zu bewerten.
(1) Diffuse Reflexion (Alternatives Merkmal: Glanz)
Der Glanz von aufgezeichneten Volltonbildern wurde mit einem Photometer VGS-1001DP, hergestellt von Nippon Denshoku Co., Ltd. gemessen, um die diffuse Reflexionseigenschaft von jeder Tinte zu messen. Der Glanz wurde bei einem Winkel von 75 Grad gemessen.
(2) Klarheit
Der Farbton des Volltonbildes wurde mit einem X-rite Densitometer gemessen. Die Farbtondaten wurden in einem Chromatizitäts-Diagramm aufgetragen, um die Klarheit des Farbbildes zu bestimmen. Die Klarheit wird durch die folgende Formel definiert: Klarheit = √(a2 + b2)
(3) Freisetzungsstabilität
Nach dem Drucken von Bildern wurde der Drucker einen Monat lang bei 40°C stehen gelassen, während der Druckkopf mit einer Kappe bedeckt war. Dann wurde der Drucker wieder in Betrieb genommen, um die Freisetzungsstabilität zu bewerten. Die Freisetzungsstabilität wird wie folgt benotet.

O:: Gute Bilder können nach nur einem Kopfreinigungsvorgang gedruckt werden.
Δ:: Gute Bilder können nach zwei oder drei Kopfreinigungsvorgängen gedruckt werden.
X:: Gute Bilder können sogar nach drei Kopfreinigungsvorgängen nicht gedruckt werden.

3. Lagerstabilität der Tinte
Jede Tinte wurde in einen Polyethylen-Behälter verbracht, während der Behälter abgedichtet war. Der Behälter wurde drei Wochen lang bei 70°C aufbewahrt. Der Teilchendurchmesser, die Oberflächenspannung und die Viskosität von jeder Tinte wurden vor und nach dem Lagerungstest gemessen, um die Lagerfähigkeit der Tinte zu bestimmen.
Die Lagerstabilität der Tinte wird wie folgt benotet.

O:: Die Schwankung der Eigenschaften der Tinten vor und nach dem Lagerungstest liegt innerhalb 10%.
Δ:: Die Schwankung liegt innerhalb 30%.
X:: Die Schwankung ist größer als 30%.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1

	D50 (nm)	Sd	Glanz (%)	Klarheit	Freisetzungsstabilität	Lagerfähigkeit
Bsp. 1	35	0,30	50	62	Δ	O
Bsp. 2	14	0,12	52	52	Δ	Δ
Bsp. 3	52	0,24	61	59	O	O
Bsp. 4	44	0,32	65	85	O	O
Bsp. 5	34	0,26	55	50	O	O
Bsp. 6	52	0,40	52	68	O	O
Vergl.-Bsp. 1	105	0,78	30	74	Δ	Δ

Effekte der vorliegenden Erfindung
Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu verstehen ist, hat die Pigment-basierte Tintenstrahltinte der vorliegenden Erfindung sogar bei Lagerung unter Bedingungen hoher Temperatur eine gute Stabilität. Daher kann die Tintenstrahltinte auf stabile Weise von Tintenstrahldruckern freigesetzt werden, und es können Bilder mit guter Klarheit und hohem Glanz hergestellt werden.
Diese Druckschrift beansprucht die Priorität und enthält Patentgegenstände, die die japanischen Patentanmeldungen Nr. 2002-314779 , 2003-031668 und 2003-153739 betreffen, eingereicht am 29. Oktober 2002, 07. Februar 2003 beziehungsweise 30. Mai 2003.

Claims

Tintenstrahltinte, umfassend: Wasser; ein teilchenförmiges Pigment: ein Dispergiermittel; und eine Emulsion, dadurch gekennzeichnet, dass das teilchenförmige Pigment einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser (D50) von nicht größer als 100 nm hat, wobei die Standardabweichung der Teilchendurchmesser-Verteilung des teilchenförmigen Pigmentes nicht größer als 1/2 des durchschnittlichen Teilchendurchmessers (D50) ist, und dass das Dispergiermittel eine Verbindung der folgenden Formel (1) umfasst:
wobei n eine ganze Zahl von 20 bis 100 ist.
Tintenstrahltinte gemäß Anspruch 1, wobei die Emulsion in der Tintenstrahltinte in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenstrahltinte, enthalten ist.
Tintenstrahltinte gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Emulsion mindestens eine aus Polyurethan-Emulsionen und Silicon-Emulsionen umfasst.
Tintenstrahltinte gemäß Anspruch 3, wobei die Emulsion eine Polyurethan-Emulsion ist, und wobei der Gehalt der Polyurethan-Emulsion 0,1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenstrahltinte, beträgt.
Tintenstrahltinte gemäß Anspruch 3, wobei die Emulsion eine Siliconöl-Emulsion mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser größer als der durchschnittliche Teilchendurchmesser (D50) des teilchenförmigen Pigmentes ist.
Tintenstrahltinte gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Dispergiermittel in der Tintenstrahltinte in einer Menge von 0,3 bis 2 Gewichtsteilen pro 1 Gewichtsteil des teilchenförmigen Pigmentes enthalten ist.
Tintenstrahltinte gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Dispergiermittel Polyoxyethylen-(n=40)-β-naphthylether umfasst.
Tintenstrahltinte gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das teilchenförmige Pigment aus der Gruppe bestehend aus selbstdispergierenden Pigmenten und mikroverkapselten Pigmenten ausgewählt ist.
Tintenstrahltinte gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Standardabweichung der Teilchendurchmesser-Verteilung des teilchenförmigen Pigmentes nicht größer als 1/4 des durchschnittlichen Teilchendurchmessers (D50) ist.
Tintenstrahltinte gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das teilchenförmige Pigment ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ruß; Pigment Red 5, 7, 12, 48 (Ca), 48 (Mn), 57 (Ca), 57:1, 112, 122, 123, 146, 168, 176, 184, 185 und 202, und Pigment Violet 19; Pigment Blue 1, 2, 3, 15, 15:3, 15:4, 16, 22, 60, 63 und 66; und Pigment Yellow 1, 2, 3, 12, 13, 14, 16, 17, 73, 74, 75, 83, 93, 95, 97, 98, 114, 120, 128, 129, 138, 150, 151, 154, 155, 174 und 180.
Tintenpatrone (7; 7y; 7m; 7c; 7k) umfassend: einen Behälter (41); und eine Tintenstrahltinte gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, welche in dem Behälter enthalten ist.
Tintenpatrone (7; 7y; 7m; 7c; 7k) gemäß Anspruch 11, ferner umfassend: einen Aufzeichnungskopf (6; 6y; 6m; 6c; 6k) mit einer Düse (104), aus welcher die Tintenstrahltinte (141) freigesetzt wird.
Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung, umfassend: eine Tintenpatrone (7; 7y; 7m; 7c; 7k) gemäß Anspruch 12 oder 13; und einen Schlitten (5), der konfiguriert ist, die Tintenpatrone zu tragen, um ein Bild auf einem Aufzeichnungspapier (16) zu erzeugen.
Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, umfassend: Freisetzen einer Tintenstrahltinte (141) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10 aus einer Düse (104) eines Aufzeichnungskopfes (6; 6y; 6m; 6c; 6k), um ein Bild auf einem Aufzeichnungspapier (16) zu erzeugen.
Bild, erzeugt gemäß dem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren von Anspruch 14 auf einem Aufzeichnungsmaterial (16).