DE60318414T2

DE60318414T2 - Fixierzusammensetzungen und tintenstrahldruckverfahren

Info

Publication number: DE60318414T2
Application number: DE60318414T
Authority: DE
Inventors: John O'donnel; Kevin Leyland JOHNSON; Mark Holbrook; Stephen George Yeates; Tom Annable
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2009-03-19
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: JP2005521575A; EP1492676A1; AU2003207355A1; US20050225616A1; GB0207655D0; TWI319426B; WO2003082589A1; DE60318414D1; ES2295554T3; JP4342953B2; TW200304931A; US7314274B2; ATE382486T1; EP1492676B1; JP2009113499A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Tintenstrahldruckprozesse, Fixierzusammensetzungen, Sätze von Flüssigkeiten und Kassetten, die diese Zusammensetzungen beinhalten, auf bedruckte Substrate und auf ein Verfahren zum Vorbereiten von Polymonoguaniden.
Tintenstrahldrucken (IJP, IJP = ink jet printing) ist eine aufschlagsfreie Drucktechnik, bei der Tintentröpfchen durch eine feine Düse auf ein Substrat ausgestoßen werden, ohne die Düse in Kontakt mit dem Substrat zu bringen.
Die anspruchsvollen Leistungsfähigkeitsanforderungen von Tintenstrahldruckern und den sich ergebenden Drucken stellen erhebliche Herausforderungen für die Druckerindustrie dar. Die Tintenstrahldrucker sollen Millionen von Tintentröpfchen ohne einen Ausfall oder einen übermäßigen Aufbau von Koga (d. h. verkohltem Material) des Druckkopfs auf Substrate abfeuern. Die sich ergebenden Drucke sollen eine gute Beständigkeit gegenüber Umweltherausforderungen, wie beispielsweise Licht und Wasser, besitzen. Die Drucke müssen ferner schnell trocknen, um zu vermeiden, dass dieselben aneinander kleben oder verschmieren.
Die EP 1,172,224 A1 von Nicca Chemical Company beschreibt Aufzeichnungsmaterialien (z. B. Papiere), die Polymonoguanidsalze („PMG"-Salze, PMG = Polymonoguanid) tragen, um das Problem eines Tintenfließens während eines Druckens oder auf einen nachfolgenden Kontakt mit Wasser hin anzusprechen. Das PMG wird durch ein Kondensieren bestimmter Diamine mit bestimmten Diisocyanaten in DMF bei 40–60°C hergestellt. Das sich ergebende PMG wird über das gesamte Substrat einheitlich verteilt, z. B. durch ein Hinzufügen desselben zu dem Papierbrei oder ein Aufbringen desselben als eine Beschichtung. Folglich werden große Mengen an PMG verwendet. Ferner kann das Vorhandensein von PMG über dem gesamten Substrat zu einer Fixierung von ungewolltem Schmutz und Fett in unbedruckten Bereichen führen.
Die internationale Patentveröffentlichung WO 00/37258 von Avecia Limited beschreibt einen Tintenstrahldruckprozess, bei dem eine Tinte und eine Zusammensetzung, die ein Bindemittel und ein polymeres Biguanid-Fixiermittel (z. B. PHMB) aufweist, mittels eines Tintenstrahldruckers auf ein Substrat aufgebracht werden. Der Chloridgehalt der Fixierzusammensetzung ist nicht spezifiziert, obwohl erwartet wird, dass dieser aufgrund der von Natur aus hohen Chloridkonzentration von im Handel erhältlichem PHMB sehr hoch wäre.
Die ebenfalls anhängige internationale Patentanmeldung PCT/GB01/05381 beschreibt Beschichtungszusammensetzungen, die ein Pigment, ein Medium und ein Bindemittel aufweisen, das ein PMG-Salz einer spezifizierten Formel umfasst. Die Beschichtungszusammensetzungen werden verwendet, um Medien auf ein Tintenstrahldrucken vorzubereiten. Die PMG-Salze sind entweder HCl-Salze oder alternative Salze, die aus dem HCl-Salz durch einen Prozess vorbereitet werden, der von Natur aus erhebliche Chloridkonzentrationen in dem endgültigen PMG hinterlassen würde.
Wir haben nun einen Tintenstrahldruckprozess entwickelt, der sehr nassfeste Drucke liefern kann, während es zur gleichen Zeit eine geringe Tendenz gibt, Koga an Tintenstrahldruckköpfen zu bilden, und eine unnötige Verschwendung eines Fixiermittels und eine Anziehung von Flecken an unbedruckten Bereichen vermieden wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Tintenstrahldruckprozess vorgesehen, der die Schritte (a) und (b) in irgendeiner Reihenfolge oder simultan aufweist:

(a) Aufbringen einer Tinte auf ein Substrat mittels eines Tintenstrahldruckers, um ein Bild an dem Substrat zu erzeugen; und
(b) Aufbringen einer Fixierzusammensetzung, die ein flüssiges Medium und ein Polymer aufweist, das eine Mehrzahl von Monoguanid- und/oder Biguanidgruppen umfasst, auf das Substrat mittels eines Tintenstrahldruckers;

Die Fixierzusammensetzung wird vorzugsweise auf das Substrat bei dem Schritt (b) aufgebracht, derart, dass die Konzentration des Polymers, das eine Mehrzahl von Monoguanid- und/oder Biguanidgruppen umfasst, an dem Substrat, wenn das Substrat trocken ist, bis zu 20 g·m^–2, bevorzugter bis zu 5 g·m^–2, besonders von 0,1 bis 2 g·m^–2 und insbesondere von 0,5 bis 1 g·m^–2 in den Bereichen beträgt, die mit dem Polymer bedruckt sind, das eine Mehrzahl von Monoguanid- und/oder Biguanidgruppen umfasst.
Vorzugsweise ist das Polymer, das eine Mehrzahl von Monoguanid- und/oder Biguanidgruppen umfasst, ein PMG und/oder ein polymeres Biguanid.
Vorzugsweise wird die Fixierzusammensetzung auf das Substrat bei dem Schritt (b) mittels des gleichen Tintenstrahldruckers aufgebracht, der verwendet wird, um bei dem Schritt (a) die Tinte auf das Substrat aufzubringen.
Vorzugsweise wird die Fixierzusammensetzung des Schritts (b) auf das Substrat gerade vor oder simultan mit der Aufbringung der Tinte aufgebracht. Vorzugsweise weist der Tintenstrahldrucker, der verwendet wird, um die Tinte und die Zusammensetzung des Schritts (b) aufzubringen, eine Düse oder eine Reihe von Düsen in dem Drucker auf, die der Aufbringung der Zusammensetzung des Schritts (b) gewidmet sind. Somit kann der Drucker von der Art mit ,5 oder mehr Stiften' sein, bei dem Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz durch vier Stifte aufgebracht werden und die Zusammenset zung durch einen fünften Stift aufgebracht wird. Ein geeigneter Tintenstrahldrucker und ein Verfahren zur Steuerung desselben sind in der EP 657 849 beschrieben.
Durch das Aufbringen der Zusammensetzung des Schritts (b) mittels eines Tintenstrahldruckers kann man gewöhnliche Medien (z. B. einfaches Papier) als das Substrat verwenden, wobei der Bedarf nach teuren Spezialsubstraten vermieden wird. Ferner kann die Aufbringung der Fixierzusammensetzung mittels des Tintenstrahldruckers die Verschwendung von Fixierzusammensetzung vermeiden, weil die Fixierzusammensetzung selektiv auf die örtlich begrenzten Bereiche aufgebracht werden kann, auf die bei dem Schritt (a) Bezug genommen wird. Noch ein weiterer Vorteil, der sich aus der Fähigkeit ergibt, die Fixierzusammensetzung auf eine örtlich begrenzte Weise selektiv aufzubringen, besteht darin, dass unerwünschte Flecken, wie beispielsweise Schmutz, Tee, Kaffee, nicht an unbedruckte Bereiche angezogen oder auf dieselben fixiert werden.
Bei dem Schritt (b) ist deshalb bevorzugt, dass die Fixierzusammensetzung auf das Substrat auf eine örtlich begrenzte Weise aufgebracht wird und die Bereiche, in denen die Tinte und die Zusammensetzung in den Schritten (a) und (b) aufgebracht werden, im Wesentlichen koextensiv sind (sich decken). Zum Beispiel überlappen sich die Bereiche, die mit der Tinte bedruckt sind, und die Bereiche, die mit der Fixierzusammensetzung bedruckt sind, um zumindest 80%, bevorzugter zumindest 90%, besonderst zumindest 95%, insbesondere zumindest 98%.
Es ist klar, dass bei allen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die Begriffe „Tinte", „Farbmittel", „Polymer" und „Bindemittel" sich auf zwei oder mehr dieser Materialien sowie eines derselben erstrecken. Auch werden in dieser Beschreibung die Ausdrücke „PMG" und „Polymonoguanid" austauschbar verwendet, ohne dass es irgendeinen Bedeutungsunterschied gibt.
Der Tintenstrahldrucker bringt vorzugsweise die Tinte und die Fixierzusammensetzung auf das Substrat in der Form von Tröpfchen auf, die durch eine kleine Öffnung auf das Substrat ausgestoßen werden. Bevorzugte Tintenstrahldrucker sind piezoelektrische Tintenstrahldrucker und thermische Tintenstrahldrucker. Bei thermischen Tintenstrahldruckern werden programmierte Wärmepulse an die Tinte in einem Reservoir mittels eines Widerstands benachbart zu der Oberfläche angelegt, wodurch bewirkt wird, dass die Tinte aus der Öffnung in der Form kleiner Tröpfchen, die zu dem Substrat gerichtet sind, während einer Relativbewegung zwischen dem Substrat und der Öffnung ausgestoßen werden. Bei piezoelektrischen Tintenstrahldruckern bewirkt die Schwingung (Oszillation) eines kleinen Kristalls einen Ausstoß der Tinte aus der Öffnung. Der Tintenstrahldrucker kann auch von der Art sein, die in den internationalen Patentanmeldungen WO 00/48938 und WO 00/55089 beschrieben ist, bei denen Tinte aus einer Tintenausstoßdüsenkammer unter Verwendung eines elektromechanischen Betätigers ausgestoßen wird, der mit einem Paddel oder Kolben verbunden ist.
Wir haben ferner herausgefunden, dass eine Reduzierung der Chloridkonzentration von PMGs eine technische Herausforderung darstellt. Einfache Ionenaustauschtechniken sind beschwerlich und im Allgemeinen erfolglos bei einem Erreichen sehr niedriger Pegel an Chlorid, die durch die vorliegende Erfindung benötigt werden. Wir haben deshalb ein alternatives Verfahren zum Herstellen von PMGs entwickelt, das eine Schmelzpolymerisation aufweist. Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Prozess zum Vorbereiten eines PMG vorgesehen, das eine Lösungs- oder Schmelzpolymerisation eines C_3-18-Hydrocarbyldiamins mit einem anderen Guanidinsalz als Guanidinhydrochlorid bei der Abwesenheit eines Lösungsmittels aufweist.
Die Schmelzpolymerisation wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 100°C bis 200°C, vorzugsweise 110°C bis 180°C durchgeführt. Die Schmelzpolymerisation wird vorzugsweise 1 bis 50 Stunden, bevorzugter 9 bis 30 Stunden durchgeführt.
Eine Lösungsmittelpolymerisation ist gegenüber einer Schmelzpolymerisation bevorzugt, um die Viskosität der polymerisierten Masse zu reduzieren. Wenn eine Lösungsmittelpolymerisation verwendet wird, weist das Lösungsmittel vorzugsweise einen Siedepunkt von 100 bis 400°C, bevorzugter 120 bis 300°C auf. Beispiele geeigneter Lösungsmittel umfassen Ethylenglykol, Pentan-1,5-diol, Diethylenglykol, N-Methylpyrrolidon. Die Schmelzpolymerisation wird vorzugsweise unter einer inerten Atmosphäre durchgeführt, z. B. unter einer Stickstoffatmosphäre. Die Reaktionsmischung kann optional andere reagierende Stoffe umfassen.
Bevorzugte Lösungsmittel, die bei dem Lösungsmittelpolymerisationsprozess verwendet werden, weisen eine Octanol/Wasser-Partition (LogP) von –1,5 bis +1, bevorzugter –1 bis +1 auf.

Beispiele bevorzugter Lösungsmittel, die Log P und Siedepunkte derselben lauten wie folgt:

Lösungsmittel	Log P	Siedepunkt (C)
Dimethylsulfon	–1,418	217
Dimethylsulfoxid	–1,378	188
Acetonylaceton	–1,23	185
Acetoncyanohydrin	–1,1894	231
Wasser	–1,15	100
2-Acetylcyclopentanon	–1,125	228
2-Pyrrolidinon	–1,123	241
N,N-Dimethylformamid	–1,038	153
N,N-Dimethylacetamid	–0,962	165
N-Methylpyrrolidinon	–0,727	202
2-Acetylcyclohexanon	–0,696	247
1,1,3,3-Tetramethylharnstoff	–0,426	177
N,N-Diethylacetamid	–6,40E-02	202
Triethylenglykoldimethylether	5,20E-03	140
Acrylonitril	0,231	118
Cyclopentanon	0,246	130
2-Ethoxyethylacetat	0,2622	104
N-Methylpyrrol	0,544	165
Butyronitril	0,644	110
Vinylacetat	0,747	106
2-Pentanon	0,79	103
Cyclohexanon	0,805	155
Ethylenglykolbutylether	0,8406	182
Diethylenglykolbutylether	0,905	220

Das Lösungsmittel ist vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 75 Gew.-%, bevorzugter 5 bis 50 Gew.-%, besonders 5 bis 35 Gew.-% mit Bezug auf das Gesamtgewicht von C_3-18-Hydrocarbyldiamin und Guanidinsalz vorhanden.
Vorzugsweise ist das Guanidinsalz ein anderes als ein Guanidinwasserstoffhalogenid, bevorzugter ist das Guanidinsalz Guanidinacetat, -propionat oder -phosphat oder eine Mischung derartiger Salze.
PMG-Salze, die durch den Prozess der vorliegenden Erfindung hergestellt sind, weisen eine besonders niedrige Tendenz auf, zu Korrodieren oder verkohlte Ablagerungen (häufig „Koga" genannt) an Tintenstrahldruckköpfen zu bilden. Wir sind der Ansicht, dass dies von den sehr niedrigen Chloridpegeln herrührt, die sich aus dem Prozess der vorliegenden Erfindung ergeben. Die Chloridpegel, die bei den PMGs zu finden sind, die sich aus dem Prozess der vorliegenden Erfindung ergeben, waren geringer als diese, die bei dem alternativen Prozess zu finden sind, der in der ebenfalls anhängigen internationalen Patentanmeldung PCT/GB01/05381 beschrieben ist (d. h. Nehmen von PMG·HCl und Durchführen eines Ionenaustauschs durch Ausfällung, Waschen mit 5% Natriumhydroxid, Waschen mit Wasser und Behandlung mit Essig-, Phosphor- oder Propionsäureacetat). Der Schmelzpolymerisationsprozess der vorliegenden Erfindung ermöglicht, dass PMGs mit einer Chloridkonzentration von weniger als 400 ppm vorbereitet werden können. Somit weisen die PMGs gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Chloridkonzentration von weniger als 400 Gew.-ppm, bevorzugter weniger als 100 Gew.-ppm, besonders weniger als Gew.-ppm und insbesondere weniger als 20 Gew.-ppm auf.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein PMG vorgesehen, das durch einen Prozess gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung erhalten wird.
Das PMG weist vorzugsweise eine Mehrzahl von Gruppen der Formel (1) und/oder Gruppen der Formel (2) oder Salze derselben auf:
wobei:
jedes m unabhängig 0 oder 1 ist;
jedes Y unabhängig eine C_3-18-Hydrocarbylgruppe ist;
A und B Hydrocarbylgruppen sind, die zusammen insgesamt 3 bis 18 Kohlenstoffatome aufweisen; und
jedes R unabhängig Wasserstoff, optional substituiertes Alkyl oder optional substituiertes Alkoxy ist.
Vorzugsweise ist m dabei O.
Die Hydrocarbylgruppen in dem C_3-18-Hydrocarbyldiamin und durch Y, A und B dargestellt sind optional durch eines oder mehrere Heteroatome oder Gruppen unterbrochen und tragen optional einen oder mehrere andere Substituenten als Wasserstoff. Bevorzugte Unterbrechungsatome und -gruppen sind -O-, -S-, -NH-, -C(=O)- und Phenylen. Bevorzugte optionale Substituenten sind Hydroxy; C_1-4-Alkoxy; Halo, insbesondere Chloro oder Bromo; Nitro; Amino; substituiertes Amino; und Säuregruppen, insbesondere Carboxy, Sulphophosphato, Guanidino und substituiertes Guanidino.
Wenn die C_3-18-Hydrocarbylgruppe eine Alkylengruppe ist, ist dieselbe vorzugsweise eine gerade Kette oder eine verzweigte Kette.
Vorzugsweise ist die C_3-18-Hydrocarbylgruppe C_3-18-Alkylen (bevorzugter C_4-16-Alkylen, besonders C_6-12-Alkylen, insbesondere C₆-Alkylen); C_3-12-Arylen, bevorzugter C_6-10-Arylen, besonders Phenylen oder Naphtylen; C_7-12-Arakylen (bevorzugter C_7-11-Arylen, besonders Benzylen oder Xylylen); oder eine Kombination derselben, die optional durch eine oder mehrere Gruppen von -O-, -S-, -NH-, -C(=O)- unterbrochen ist.
Vorzugsweise sind die Hydrocarbylgruppen, die durch A und B dargestellt sind, jeweils unabhängig C_2-6-Alkylen, das optional durch eine oder mehrere Gruppen von -O-, -S-, -NH-, -C(=O)- unterbrochen ist, unter der Bedingung, dass A und B jeweils insgesamt 3 bis 18 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 3 bis 6 Kohlenstoffatome, bevorzugter 3 oder 4 Kohlenstoffatome aufweisen, und unter der Bedingung, dass A und B zusammen insgesamt 3 bis 18 Kohlenstoffatome aufwei sen. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eines von A oder B -CH₂- oder -(CH₂)₂- und das andere ist -(CH₂)₂-, insbesondere sind sowohl A als auch B -(CH₂)₂-. Beispiele von bevorzugten Hydrocarbylgruppen, die durch Y dargestellt sind, umfassen -CH₂C₆H₄CH₂-, -CH₂OC₆H₄OCH₂-, -CH₂OC₆H₁₀OCH₂-, -(CH₂)₃O(CH₂)₃- und -(CH₂)₂S(CH₂)₂-.
Beispiele von besonders bevorzugten C_3-18-Hydrocarbylgruppen umfassen -(CH₂)₆-, -(CH₂)₈-, -(CH₂)₉-, -(CH₂)₁₂-, -CH₂CH(-CH₃)(CH₂)₄CH₃-, 1,4-, 2,3- und 1,3-Butylen, 2,5-Hexylen, 2,7-Heptylen und 3-Methyl-1,6-hexylen.
Es ist bevorzugt, dass alle Gruppen, die durch Y dargestellt sind, die gleichen sind und C_4-16-Alkylen, bevorzugter C_4-12-Alkylen, besonders C_4-8-Alkylen und insbesondere 1,6-Hexylen sind.
Vorzugsweise ist jedes R unabhängig H, C_1-4-Alkyl, C_1-4-Alkoxy oder C_1-4-Alkoxy-OH, bevorzugter H oder Methyl, insbesondere H.
Vorzugsweise besteht das PMG im Wesentlichen aus Gruppen der Formel (1), wie es hierin zuvor definiert ist.
Vorzugsweise sind alle Gruppen, die durch R dargestellt sind, die gleichen.
Vorzugsweise sind alle Gruppen, die durch R dargestellt sind, dabei H.
Die Beschaffenheit der abschließenden Gruppen an dem PMG wird nicht für entscheidend gehalten.
Bevorzugte abschließende Gruppen an dem PMG jedoch sind Amino und Guanidinino.
Angesichts der vorhergehenden Präferenzen weist das PMG vorzugsweise eine oder mehrere Gruppen der Formel (3) oder Salze derselben auf:
wobei:
n 2 bis 100, vorzugsweise 2 bis 50, insbesondere 3 bis 25 beträgt.
Das PMG ist vorzugsweise in der Form eines Salzes (eines anderen als einem Chloridsalz). Bevorzugte Salze sind diese mit organischen oder anorganischen Säuren, insbesondere wasserlösliche Salze, beispielsweise das Glukonat-, Acetat- oder Phosphatsalz.
Die PMGs der Formel (1) und (2) können durch die Reaktion von Guanidinhydrochlorid mit einem Diamin beispielsweise der Formel H₂N-Y-NH₂ oder HN(-A-)(-B-)NH oder mit einer Mischung derartiger Diamine vorbereitet werden, wobei Y, A und B so sind, wie es hierin zuvor definiert ist.
Das PMG kann entweder eine einzige diskrete Spezies oder eine Mischung von Polymeren variierender Kettenlänge sein, die eine oder mehrere wiederholte Einheiten der Formel (1) und/oder (2) umfassen. Wenn das PMG eine Mischung von Polymeren variierender Kettenlänge ist, dann weist dasselbe vorzugsweise einen einzigen Typ einer wiederholten Einheit der Formel (1) oder (2) auf.
Es ist klar, dass das PMG auch andere sich wiederholende Einheiten als sich wiederholende Einheiten der Formel (1) und (2) umfassen kann. Bei PMGs, die Biguanidgruppen zusätzlich zu den Monoguanidgruppen umfassen, ist bevorzugt, dass die Anzahl von Biguanidgruppen kleiner als 70%, bevorzugter als 60% und bei einem Ausführungsbeispiel kleiner als 10% ist, in jedem Fall relativ zu der Gesamtanzahl von Biguanid- und Monoguanidgruppen in dem PMG. Es ist jedoch bevorzugt, dass das PMG im Wesentlichen aus sich wiederholenden Einheiten der Formel (1) und/oder (2) besteht.
Das PMG weist vorzugsweise ein Mn von 200 bis 10000, bevorzugter 250 bis 5000, besonders 300 bis 4000, insbesondere 400 bis 4000 auf.
Das PMG ist vorzugsweise farblos oder im Wesentlichen farblos. Die polymeren Biguanide sind vorzugsweise so, wie es in der WO 00/37258 , Seite 1, Zeile 28 (d. h. beginnend mit Formel (1) oder Salz desselben) bis Seite 3, Zeile 13 beschrieben ist, die hierin durch Bezugnahme auf dieselbe aufgenommen ist. Der geringe Chloridionengehalt in dem Fixiermittel kann unter Verwendung eines polymeren Biguanids erreicht werden, das durch eine Lösungspolymerisation eines Diamins und eines Dicyanimids bei der Abwesenheit von Chloridionen vorbereitet wurde. Beispielsweise wird dem Verfahren gefolgt, das in dem GB-Patent Anmeldenummer 1,152,243 , Seite 1, Spalte 2, Zeile 54 bis Seite 4, Zeile 37 beschrieben ist, mit der Ausnahme, dass das Verfahren bei Abwesenheit von Chloridionen durchgeführt wird (z. B. Salzsäure wird bei dem Verfahren vermieden und, falls das Diamin in einer Salzform ist, dann wird ein anderes Salz als das HCl-Salz verwendet).
Die Tinte, die bei dem Schritt (a) des Druckprozesses verwendet wird, weist vorzugsweise ein flüssiges Medium und ein Farbmittel auf. Bevorzugte flüssige Medien umfassen Wasser, eine Mischung von Wasser und einem organischen Lösungsmittel und ein organisches Lösungsmittel frei von Wasser. Wenn das Medium eine Mischung von Wasser und orga nischem Lösungsmittel aufweist, beträgt das Gewichtsverhältnis von Wasser zu organischem Lösungsmittel vorzugsweise von 99:1 bis 1:99, bevorzugter von 99:1 bis 50:50 und insbesondere von 95:5 bis 80:20.
Es ist bevorzugt, dass das organische Lösungsmittel, das in der Mischung von Wasser und organischem Lösungsmittel vorliegt, ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel oder eine Mischung derartiger Lösungsmittel ist. Bevorzugte wasserlösliche organische Lösungsmittel umfassen C_1-6-Alkanole, vorzugsweise Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, sec-Butanol, tert-Butnaol, n-Pentanol, Cyclopentanol und Cyclohexanol; lineare Amide, vorzugsweise Dimethylformamid oder Dimethylacetamid; Ketone und Ketonalkohole, vorzugsweise Aceton, Methyletherketon, Cyclohexanon und Diacetonalkohol; wasserlösliche Ether, vorzugsweise Tetrahydrofuran und Dioxan; Diole, vorzugsweise Diole mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, beispielsweise Pentan-1,5-diol, Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Pentylenglykol, Hexylenglykol und Thiodiglykol und Oligo- und Polyalkylenglykole, vorzugsweise Diethylenglykol, Triethylenglykol, Polyethylenglykol und Polypropylenglykol; Triole, vorzugsweise Glycerol und 1,2,6-Hexantriol; Mono-C_1-4-Alkylether von Diolen, vorzugsweise Mono-C_1-4-Alkylether von Diolen mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, insbesondere 2-Methoxyethanol, 2-(2-Methoxyethoxy)ethanol, 2-(2-Ethoxyethoxy)-Ethanol, 2-[2-(2-Methoxyethoxy)ethoxy]ethanol, 2-[2-(2-Ethoxyethoxy)-Ethoxy]-Ethanol und Ethylenglykolmonoallylether; zyklische Amide, vorzugsweise 2-Pyrrolidon, N-Methyl-2-pyrrolidon, N-Ethyl-2-pyrrolidon, Caprolactam und 1,3-Dimethylimidazolidon; zyklische Ester, vorzugsweise Caprolacton; Sulphoxide, vorzugsweise Dimethylsulfoxid und Sulpholan. Vorzugsweise weist das flüssige Medium Wasser oder 2 oder mehr, insbesondere 2 bis 8 wasserlösliche organische Lösungsmittel auf.
Wenn das flüssige Medium ein organisches Lösungsmittel frei von Wasser aufweist (d. h. weniger als 1 Gew.-% Wasser), weist das Lösungsmittel vorzugsweise einen Siedepunkt von 30° bis 200°C, bevorzugter von 40° bis 150°C, insbesondere von 50° bis 125°C auf. Das organische Lösungsmittel kann wasserunmischbar, wasserlöslich oder eine Mischung derartiger Lösungsmittel sein. Bevorzugte wasserlösliche organische Lösungsmittel sind irgendwelche der hierin oben beschriebenen wasserlöslichen organischen Lösungsmittel und Mischungen derselben. Bevorzugte wasserunmischbare Lösungsmittel umfassen beispielsweise aliphatische Kohlenwasserstoffe; Ester, vorzugsweise Ethylacetat; chlorierte Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise CH₂Cl₂; und Ether, vorzugsweise Diethylether; und Mischungen derselben.
Wenn das flüssige Medium ein wasserunmischbares organisches Lösungsmittel aufweist, ist vorzugsweise ein polares Lösungsmittel enthalten, weil dies eine Löslichkeit des Farbstoffs in dem flüssigen Medium verbessert. Beispiele polarer Lösungsmittel umfassen C_1-4-Alkohole.
Das organische Lösungsmittel frei von Wasser kann ein einziges organisches Lösungsmittel oder eine Mischung von zwei oder mehr organischen Lösungsmitteln sein. Es ist bevorzugt, dass, wenn das Medium ein organisches Lösungsmittel frei von Wasser ist, dasselbe eine Mischung von 2 bis 5 unterschiedlichen organischen Lösungsmitteln ist. Dies ermöglicht, dass ein Medium ausgewählt werden kann, das eine gute Steuerung über die Trocknungscharakteristika und Lagerstabilität ergibt.
Flüssige Medien, die ein organisches Lösungsmittel frei von Wasser aufweisen, sind besonders nützlich, wenn schnelle Trocknungszeiten erforderlich sind.
Die Tinte weist vorzugsweise folgende Merkmale auf:

(i) 0,5 bis 20 Teile eines Farbmittels;
(ii) 50 bis 98 Teile Wasser; und
(iii) 2 bis 50 Teile eines wasserlöslichen organischen Lösungsmittels (wasserlöslicher organischer Lösungsmittel);

Das Farbmittel weist vorzugsweise eine oder mehrere Gruppen zum Verleihen von oder Unterstützen bei Wasserlöslichkeit/Dispergierbarkeit auf. Beispiele derartiger Gruppen umfassen -COOH, -SO₃H, -PO₃H₂, Morpholinyl und Piperazinyl und Salze derselben.
Wenn das Farbmittel ein Pigment ist, umfasst die Tinte vorzugsweise auch ein geeignetes Dispersionsmittel, um eine stabile Dispersion des Pigments in der Tinte zu ergeben. Alternativ kann das Pigment selbstdispergierend sein, mit kovalent angelagerten Sulfo-, Carboxy- oder anderen anionischen oder nichtionischen oder kationischen Gruppen, wie in der US5922118 , oder angelagerten Polymeren, wie in der internationalen Patentanmeldung WO9951690 .
Vorzugsweise beträgt die durchschnittliche Partikelgröße des Pigments, das in der Tinte verwendet wird, weniger als 1 μm.
Die Tinte kann ein einziges Farbmittel umfassen oder eine Mischung von zwei oder mehr Farbmitteln aufweisen.
Beispiele von Pigmenten, die in der Tinte verwendet werden können, die bei dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung verwendet wird, umfassen diese, die in dem US-Patent Nr. 5,085,698 , Spalte 7, Zeile 36 bis Spalte 8, Zeile 48 und in dem US-Patent Nr. 5,846,307 , Spalte 3, Zeilen 21 bis 52 beschrieben sind, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. Ferner können auch funktionalisierte Pigmente verwendet werden, wie beispielsweise diese, die in den Patenten beschrieben sind, die der Cabot Corporation gehören.
Beispiele von Farbstoffen, die bei der Tinte verwendet werden können, die bei dem Prozess des dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung verwendet wird, sind Pro-Jet^TM-Farbstoffe von Avecia und die Farbstoffe, die in dem US-Patent Nr. 4,725,849 , Spalte 4, Zeile 13 bis Spalte 6, Zeile 13 aufgelistet sind, dessen Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Typischerweise ist die Tinte Teil eines Tintensatzes, der zumindest vier Tinten unterschiedlicher Farben aufweist, z. B. Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz. Beispiele derartiger Tintensätze sind in den US-Patenten Nr. 5,749,951 , 5,888,284 , 5,948,154 , 6,183,548 , 5,738,716 und 6,153,000 beschrieben.
Das Farbmittel liegt vorzugsweise in der Tinte mit einer Konzentration von 0,5 bis 20 Gewichtsteilen, bevorzugter von 1 bis 15 Gewichtsteilen und insbesondere von 1 bis 5 Gewichtsteilen basierend auf dem Gewicht der Tinte vor.
Die Tinte kann ferner zusätzliche Komponenten umfassen, die herkömmlicherweise bei Tintenstrahldrucktinten verwendet werden, beispielsweise Viskositäts- und Oberflächenspannungsmodifizierer, Korrosionsinhibitoren, Zusatzstoffe, um eine Papierkräuselung zu verhindern, Biozide, kogationsreduzierende Zusatzstoffe, Dispersionsmittel und oberflächenaktive Mittel, die ionisch oder nichtionisch sein können. Vorzugsweise ist das flüssige Medium, das bei dem Schritt (b) verwendet wird, aus Wasser, organischem Lösungsmittel und einer Mischung aus Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel (oder mehreren wasserlöslichen organischen Lösungsmitteln) ausgewählt. Bevorzugte Lösungsmittel und Lösungsmittelsysteme sind aus der obigen Liste bezüglich flüssigen Medien für Tinten ausgewählt.
Die bevorzugten PMGs sind so, wie es oben bezüglich dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben ist.
Die Fixierzusammensetzung, die bei dem Schritt (b) verwendet wird, umfasst optional ferner ein Bindemittel. Das Bindemittel ist vorzugsweise ein polymeres oder polymerisierbares Bindemittel, bevorzugter ein wasserlösliches oder wasserdissipierbares oder polymerisierbares polymeres Bindemittel oder ein hydrophobes Bindemittel. Bevorzugte wasserlösliche Polymere und polymerisierbare Bindemittel umfassen Stärken, vorzugsweise Hydroxyalkylstärken, beispielsweise Hydroxyethylstärke; Zellulosen, beispielsweise Zellulose, Methylzellulose, Hydroxyethylzellulose, Hydroxypropylzellulose, Hydroxyethylmethylzellulose, Carboxymethylzellulose (und Salze derselben) und Zelluloseacetat; Butyrat; Gelatine; Gummis, beispielsweise Guar, Xanthangummi und Gummiarabikum; Polyvinylalkohol; Polyvinylphosphat; Polyvinylpyrrolidon; Polyvinylpyrrolidin; Polyethylenglykol; hydrolisiertes Polyvinylacetat; Polyethylenimin; Polyacrylamide, beispielsweise Polyacrylamid und Poly(N,N-Dimethylacrylamid) und Polyacrylamido-2-Methylpropansulfonsäure); Acrylamid-Acrylsäure-Copolymere; Polyvinylpyridin; Polyvinylphosphat; Vinylpyrrolidon-Vinylacetat-Copolymere; Vinylpyrrolidon-Styren-Copolymere; Polyvinylamin; Poly(vinylpyrrolidondialkylaminoalkylalkylacrylate), beispielsweise Polyvinylpyrrolidon-Diethylaminomethylmethacrylat; säurefunktionale Acrylpolymere und -copolymere; aminfunktionale Acrylpolymere und -copolymere, beispielsweise Polydimethylaminoethylmethacrylat; säure- oder aminfunktionale Urethanpolymere, vorzugsweise diese, die Dimethylolpropansäure und/oder Seiten- oder End-Polyethylenglykole umfassen; ionische Polymere, insbesondere kationische Polymere, beispielsweise Poly(N,N-dimethyl-3,5-dimethylenpiperidiniumchlorid); und Polyester.
Die wasserlöslichen Bindemittel sind gegenüber wasserdissipierbaren Bindemitteln aufgrund der schnellen Trocknungszeiten und geringeren Tendenz derselben, die feinen Düsen, die bei Tintenstrahldruckern verwendet werden, zu blockieren, bevorzugt. Eine Kombination von wasserlöslichen Bindemitteln und wasserdissipierbaren Bindemitteln kann hinsichtlich verbesserter mechanischer Festigkeit, reduzierter Tendenz, dass Blätter aneinander kleben, und guter Tintenabsorptionsfähigkeit ebenfalls vorteilhaft sein.
Besonders bemerkenswerte Bindemittel weisen Methylzellulose, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylalkohol oder eine Kombination derselben auf.
Wenn die Fixierzusammensetzung ein Bindemittel umfasst, wobei das Gewichtsverhältnis des Bindemittels zu einem Polymer, das eine Mehrzahl von Monoguanid- und/oder Biguanidgruppen umfasst, vorzugsweise zwischen 99:1 und 1:99, bevorzugter 60:40 bis 15:85, besonders 50:50 bis 20:80 und insbesondere 30:70 bis 20:80 beträgt.
Vorzugsweise ist das Polymer, das eine Mehrzahl von Monoguanid- und/oder Biguanidgruppen umfasst, und das Bindemittel, wenn vorhanden, in dem flüssigen Medium dispergiert oder bevorzugter aufgelöst.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Fixierzusammensetzung, die bei dem Schritt (b) verwendet wird, frei von Bindemittel.
Die Konzentration von Chlorid kann durch irgendeine geeignete Analysetechnik bestimmt werden. Vorzugsweise wird die Chloridionenkonzentration jedoch durch eine Ionenchromatographie bestimmt, bei der die Fixierzusammensetzung oder eine geeignete Verdünnung derselben eine Ionentauschsäule hinunter geleitet wird und die getrennten Ionen mittels eines Leitfähigkeitsdetektors erfasst werden.
Vorzugsweise weist die Fixierzusammensetzung eine Viskosität von weniger als 20 cP, bevorzugter weniger als 10 cP, insbesondere weniger als 5 cP bei 25°C auf. Diese Zusammensetzungen mit geringer Viskosität sind besonders gut für eine Aufbringung auf Substrate mittels Tintenstrahldruckern geeignet.
Die Fixierzusammensetzung, die bei dem Schritt (b) verwendet wird, umfasst vorzugsweise insgesamt weniger als 500 Gew.-ppm, bevorzugter weniger als 250 Gew.-ppm, besonders weniger als 100 Gew.-ppm, insbesondere weniger als 10 Gew.-ppm an divalenten und trivalenten Metallionen (andere als irgendwelche divalenten und trivalenten Metallionen, die an eine Komponente der Fixierzusammensetzung gebunden sind).
Vorzugsweise wurde die Fixierzusammensetzung durch einen Filter gefiltert, der eine mittlere Porengröße unter 10 µm, bevorzugter unter 3 µm, besonders unter 2 µm, insbesondere unter 1 µm aufweist. Diese Filtrierung entfernt Partikelmaterial, das andernfalls die feinen Düsen blockieren könnte, die sich bei vielen Tintenstrahldruckern finden.
Eine bevorzugte Zusammensetzung, die als eine Fixierzusammensetzung verwendet werden kann, die für eine Aufbringung auf ein Substrat mittels eines Tintenstrahldruckers geeignet ist, weist folgende Merkmale auf:

(a) 0,1 bis 10 Teile eines Polymers, das eine Mehrzahl von Monoguanid- und/oder Biguanidgruppen oder ein Salz derselben umfasst;
(b) 0 bis 10 Teile eines Bindemittels;
(c) 30 bis 60 Teile eines wasserlöslichen organischen Lösungsmittels; und
(d) 35 bis 80 Teile Wasser;

Diese Zusammensetzung bildet ein viertes Merkmal der vorliegenden Erfindung.
Vorzugsweise ist die Chloridkonzentration der Fixierzusammensetzung geringer als 300 Gewichts-ppm, bevorzugter geringer als 200 Gewichts-ppm, besonders geringer als 100 Gewichts-ppm und insbesondere geringer als 50 Gewichts-ppm.
Die Chloridkonzentration der Zusammensetzung kann durch irgendein geeignetes Analyseverfahren bestimmt werden, vorzugsweise durch ein Herstellen einer Lösung der Zusammensetzung in deionisiertem Wasser und ein Unterziehen derselben einer Ionenchromatographie, wie es in den Beispielen beschrieben ist.
Bevorzugte wasserlösliche organische Lösungsmittel, Polymere und Bindemittel sind so, wie es oben bezüglich anderer Aspekte dieser Erfindung beschrieben ist. Das Substrat ist vorzugsweise Papier, Kunststoff, ein Textil, Metall oder Glas, bevorzugter Papier, ein Textil oder ein Kunststofffilm (besonders ein Transparentfilm, beispielsweise ein Overheadprojektordia). Es ist besonders bevorzugt, dass das Substrat Papier (besonders beschichtetes Papier, insbesondere ein leichtgewichtiges beschichtetes Offset-Typ-Papier), ein Textil oder ein Transparentfilm ist.
Bevorzugte Papiere sind einfache oder behandelte Papiere, die einen sauren, alkalischen oder neutralen Charakter aufweisen.
Bevorzugte Kunststofffilme sind transparente polymere Filme, besonders diese, die zur Verwendung als Overheadprojektordias geeignet sind, beispielsweise Polyester (besonders Polyethylenterephthalat), Polycarbonate, Polyimide, Polystyrene, Polyethersulfone, Zellulosediacetat- und Zellulosetriacetatfilme.
Bevorzugte Textilmaterialien sind natürliche, synthetische und halbsynthetische Materialien. Beispiele von bevorzugten natürlichen Textilmaterialien umfassen Wolle, Seide, Haar- und Zellulosematerialien, insbesondere Baumwolle, Jute, Hanf, Flachs und Leinen. Beispiele von bevorzugten synthetischen und halbsynthetischen Materialien umfassen Polyimide, Polyester, Polyacrylonitrile und Polyurethane.
Die Drucke, die unter Verwendung des Prozesses erhalten werden, zeigen auch ein geringes Farbverlaufen, eine hohe Druckqualität und in einigen Fällen eine höhere Lichtbeständigkeit verglichen mit Drucken, die ohne das kettenerweiterte Polymer vorbereitet sind. Ferner beeinflusst die Aufbringung des PMG die Schattierung oder den Farbton der Tinte nicht deutlich und führt nicht zu der Verfärbung des bedruckten Substrats.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Substrat vorgesehen, das mittels des Prozesses gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung mit einem Bild bedruckt ist. Die bevorzugten Substrate sind so, wie dieselben hierin zuvor bezüglich dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung definiert sind.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Satz von Flüssigkeiten vorgesehen, die für eine Verwendung bei einem Tintenstrahldrucker geeignet sind, mit folgenden Merkmalen:

(a) einer Fixierzusammensetzung gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung; und
(b) einer Tinte, die ein Farbmittel und ein flüssiges Medium aufweist.

Die Tinte, die Farbmittel, die wasserlöslichen organische Lösungsmittel und die Bindemittel sind so, wie es hierin zuvor bei dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung definiert ist.
Der Satz von Flüssigkeiten gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise in einem Tintenstrahldrucker gehaust, d. h. die Erfindung sieht ferner einen Tintenstrahldrucker vor, der einen Druckmechanismus und einen Satz von Flüssigkeiten aufweist, wobei der Satz von Flüssigkeiten so ist, wie es bei dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung definiert ist. Der Satz von Flüssigkeiten kann in einer oder mehr als einer Kassette enthalten sein, die in einem Tintenstrahldrucker vorhanden ist bzw. sind.
Die Erfindung sieht ferner eine Tintenstrahldruckerkassette vor, die eine Mehrzahl von Kammern und einen Satz von Flüssigkeiten aufweist, wobei die Flüssigkeiten in einzelnen Kammern der Tintenstrahldruckerkassette enthalten sind und der Satz von Flüssigkeiten so ist, wie es bei dem fünften Aspekt der Erfindung definiert ist.
Die Erfindung ist ferner durch die folgenden Beispiele dargestellt, bei denen alle Teile und Prozentsätze nach Gewicht angegeben sind, wenn es nicht anderweitig angegeben ist.
Beispiel 1
Vorbereitung von Poly(hexamethylenguanidin)acetat („PMG-Ac") durch Schmelzpolymerisation
Guanidinacetat (65 g) und 1,6-Hexamethylendiamin (66,7 g) wurden in einen Rundkolben mit 250 ml abgewogen und gemischt. Die Mischung wurde unter einer Atmosphäre von N₂-Gas unter Rühren auf 120°C erwärmt und das Rühren wurde unter N₂ vier Stunden lang fortgesetzt. Die Temperatur wurde dann auf 150°C erhöht und die Reaktionsmischung wurde bei dieser Temperatur weitere 20 Stunden lang gerührt. Die Reaktionsmischung wurde auf Raumtemperatur abkühlen gelassen und dann mit einem gleichen Volumen von destilliertem Wasser gemischt und auf 80°C erwärmt und bei dieser Temperatur gehalten, bis sich eine Lösung bildete. Die Lösung wurde abgekühlt, der pH wurde unter Verwendung von Essigsäure auf pH 7 eingestellt und die Mischung wurde unter Verwendung von destilliertem Wasser auf 25% Feststoffe verdünnt. Das sich ergebende PMG-Ac wies ein durchschnittliches Molekulargewicht (Mw) von 1120 auf, gemessen durch eine Gelpermeationschromatographie.
Vergleichsbeispiel 1a
Vorbereitung von Poly(hexamethylenguanidin)·HCl („PMG·HCl") durch Schmelzpolymerisation
Guanidinhydrochlorid (450 g) und 1,6-Hexamethylendiamin (547,4 g) wurden in einen Rundkolben mit 2 Litern abgewogen und in analoger Weise zu dem Beispiel 1 schmelzpolymerisiert. Das sich ergebende PMG·HCl wies ein Mw von 1620 auf, gemessen durch eine wässrige Gelpermeationschromatographie.
Vergleichsbeispiel 1b
Vorbereitung von Poly(hexamethylenguanidin)acetat aus PMG·HCl
Stufe (i)
Das Verfahren des Vergleichsbeispiels 1a wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass die Schmelzpolymerisation eine kürzere Zeitdauer durchgeführt wurde. Das sich ergebende PMG·HCl wies ein Mw von 1050 auf, gemessen durch eine wässrige Gelpermeationschromatographie.
Stufe (ii)
Die PMG·HCl-Lösung aus der Stufe (i) (100 g einer Lösung mit 25% Stärke in Wasser) wurde mit Natriumhydroxid (50 Gew.-% Stärke, 100 g) gemischt. Der sich ergebende Ausfall wurde isoliert, wiederholt gewaschen mit 10% Natriumhydroxidlösung und dann mit destilliertem Wasser, um die PMG-freie Basis zu ergeben. Diese wurde durch ein Hinzufügen von Wasser, gefolgt durch eine wässrige Lösung von Essigsäure (15 Gew.-% Stärke), bis der pH einen Wert von 7 erreichte, in das Acetatsalz von PMG umgewandelt.
Vergleichsbeispiel 1c
Vorbereitung von Poly(hexamethylenguanidin)phosphat aus PMG-Hydrochlorid
Die Prozedur des Vergleichsbeispiels 1(b) wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass anstelle der wässrigen Lösung von Essigsäure (15 Gew.-% Stärke) eine wässrige Lösung von Phosphorsäure (15 Gew.-% Stärke) verwendet wurde.
Chloridanalysen
Es wurden zwei Verfahren zum Bestimmen der Konzentration von Chloridionen in Proben mit 15% Stärke (in Wasser) der obigen PMGs verwendet.
Für die Vergleichsbeispiele 1a, 1b und 1c war der Chloridgehalt hoch und somit wurde die Analyse durch eine herkömmliche Titration mit Silbernitratlösung durchgeführt.
Der Chloridgehalt von Beispiel 1 lag, wie herausgefunden wurde, unter der Erfassungsgrenze für eine herkömmliche Titration mit Silbernitratlösung. Deshalb wurde ein empfindlicheres Verfahren benötigt. Das Verfahren, das zum Bestimmen der Chloridkonzentration bei dem Beispiel 1 verwendet wurde, benutzte ein Dionex^TM-Ionenchromatogramm, ausgestattet mit einer Dionex IonPac Anion-Austauschsäule AS4A^TM, die mit einem Natriumcarbonat/Natriumhydrogencarbonat-Eluenten eluiert und eine Leitfähigkeitsdetektor für eine Ionenerfassung und -Messung verwendet.
Die Ergebnisse sind in Tabelle A unten gezeigt Tabelle A

PMG Konzentration von Chloridionen (nach Gewicht)

Beispiel 1 – PMG-Ac < 100 ppm#

Vergleichsbeispiel 1a 57000 ppm

Vergleichsbeispiel 1b 18000 ppm

Vergleichsbeispiel 1c 15000 ppm

#100 ppm war die untere Erfassungsgrenze.

Beispiel 2 – Vorbereitung von Fixierzusammensetzungen
Fixierzusammensetzung 1
Eine Fixierzusammensetzung (hierin im Folgenden als „Fixierzusammensetzung 1" bezeichnet) wurde durch ein Auflösen von PMG-Ac aus dem Beispiel 1 (20 Teile einer Lösung mit 25% Stärke in Wasser) in einem flüssigen Medium vorberei tet, das aus 2-Pyrrolidon (9 Teile), Thiodiethylenglykol (9 Teile), Cyclohexanol (2 Teile), Wasser (60 Teile) besteht.
Vergleichsfixierungszusammensetzung 1
Eine Fixierzusammensetzung wurde genau so vorbereitet, wie es für die Fixierzusammensetzung 1 oben beschrieben ist, mit der Ausnahme, dass anstelle von PMG-Ac aus dem Beispiel 1 (20 Teile) das PMG aus dem Vergleichsbeispiel 1a (20 Teile einer Lösung mit 25% Stärke in Wasser) verwendet wurde.
Vergleichsfixierungszusammensetzung 2
Eine Fixierzusammensetzung wurde genau so vorbereitet, wie es für die Fixierzusammensetzung 1 oben beschrieben ist, mit der Ausnahme, dass anstelle von PMG-Ac aus dem Beispiel 1 (20 Teile) deionisiertes Wasser (20 Teile) verwendet wurde.
Vergleichsfixierungszusammensetzung 3
Eine Fixierzusammensetzung wurde genau so vorbereitet, wie es für die Fixierzusammensetzung 1 oben beschrieben ist, mit der Ausnahme, dass anstelle von PMG-Ac aus dem Beispiel 1 (20 Teile) das PMG aus dem Vergleichsbeispiel 1b (20 Teile einer Lösung mit 25% Stärke in Wasser) verwendet wurde.
Vorbereitung einer Tinte A
Die Tinte A wies die folgende Formulierung auf:

Komponente Gewichts-%

Pro-Jet^TM Fast Magenta 2 3

2-Pyrrolidinon 9

Thiodiethylenglykol 9

Cyclohexanol 2

Deionisiertes Wasser 77

Gesamt 100

(Pro-Jet^TM Fast Magenta 2 wurde von Avecia Limited erhalten. Pro-Jet ist eine Marke von Avecia Limited.)

Tintenstrahldrucken
Die Fixierzusammensetzungen, die in Tabelle B beschrieben sind, wurden in getrennten Versuchen in eine Kammer platziert und die Tinte a wurde in eine andere Kammer eines Olivetti JP192^TM Dreikammer-Standard-3-Farben-Thermotintenstrahldruckers gegeben. Die Fixierzusammensetzungen wurden auf Xerox Acid-Papier unmittelbar gefolgt durch die Tinte A gedruckt.
Die sich ergebenden Drucke wurden ausgewertet, wie es unten beschrieben ist.
Nassfestigkeitsbeurteilung
Papier, das mit den Tinten in einem Muster paralleler Balken bedruckt wurde, wurde an einem Träger in einem 45° Winkel angebracht, derart, dass die parallelen Balken sich in einer horizontalen Richtung befanden. Dann wurde eine Pipette verwendet, um 0,5 ml destilliertes Wasser (pH 6 bis 7) auf den Druck in einer Position etwas oberhalb des oberen Endes der parallelen Balken abzugeben, wobei Acht gegeben wurde, sicherzustellen, dass das Herunterlaufen von Wasser über den Druck so nah wie möglich an einem rechten Winkel zu den gedruckten Balken erfolgte.
Nachdem der Druck 5 Minuten lang trocknen gelassen wurde, wurde die durchschnittliche reflektierte optische Dichte des befleckten Bereichs zwischen den gedruckten Balken 4 bis 6 („OD befleckt") und die durchschnittliche reflektierte optische Dichte der unbedruckten, unbefleckten Bereiche („Hintergrund-OD") unter Verwendung eines X rite Spectrodensitometer gemessen. Das Ausmaß, zu dem das Wasser bewirkte, dass die Drucke in den unbedruckten Bereich laufen (d. h. das „Herunterlaufen") wurde durch folgende Gleichung berechnet: Herunterlaufen = (OD befleckt – Hintergrund-OD)
Leuchtstiftverschmieren
Papier wurde wie oben für die Nassfestigkeitsbeurteilung beschrieben bedruckt. Leuchtstiftverschmiertests wurden 24 Stunden nach dem Drucken unter Verwendung eines gelben Leuchtstifts Stabilo Boss" „Stabilo-Leuchtstift" und eines gelben Leuchtstifts Sanford Major Accent^TM „Sanford-Leuchtstift" durchgeführt. Die Tests wurden durch ein zweimaliges Ziehen des Leuchtstifts über unbedruckte Bereiche des Papiers und dann zweimal über einen gedruckten Balken und den benachbarten unbedruckten Bereich durchgeführt. Die durchschnittliche reflektierte optische Dichte wurde für unbedruckte Bereiche des Papiers gemessen, worüber der Leuchtstift zweimal gezogen wurde („Hintergrund-OD"). Zusätzlich wurde die durchschnittliche reflektierte optische Dichte für Bereiche des Papiers benachbart zu bedruckten Bereichen gemessen, worüber der Leuchtstift zweimal gezogen wurde („OD verschmiert"). Das Ausmaß, zu dem der Leuchtstift bewirkte, dass die Drucke in den unbedruckten Bereich des Papiers verschmieren (d. h. das „Leuchtstiftverschmieren"), wurde durch folgende Gleichung berechnet: Leuchtstiftverschmieren = (CD verschmiert – Hintergrund-CD).
Die Ergebnisse des Herunterlaufens und des Leuchtstiftverschmierens sind in Tabelle 1 unten gezeigt, wobei niedrigere Werte ein geringeres Herunterlaufen (d. h. eine bessere Nassfestigkeit) und ein geringeres Leuchtstoffverschmieren angeben.
Ergebnisse

Tabelle 1

	Fixierzusammensetzung 1	Vergleichsfixierzu sammensetzung 1	Vergleichsfixierzusammensetzung 2 (Wasser – leer)	Vergleichsfixierzusammensetzung 3
Herunterlaufen	0,009	0,011	0,13	0,002
Leuchtstiftverschmieren (Stabilo-Leuchtstift)	0,02	0,004	0,036	0,015
Leuchtstiftverschmieren (Sanford-Leuchtstift)	0,10	0,08	0,11	0,11

Tabelle 1 zeigt, dass die Fixierzusammensetzung 1 eine bessere Wasserechtheit als das Wasser – leer (Vergleichsfixierzusammensetzung 2) und eine ähnliche Wasserechtheit wie die Vergleichsfixierzusammensetzungen 1 und 3 mit höheren Chloridionenkonzentrationen aufweist.
Beispiel 3
Vorbereitung einer Fixierzusammensetzung 4 und von Vergleichsfixierzusammensetzungen 4a und 4b

Die Fixierzusammensetzungen, die in Tabelle B beschrieben sind, wurden vorbereitet, wobei alle Teile nach Gewicht sind. Die Anzahl von Teilen von PMG beziehen sich auf die Anzahl von Teilen einer Lösung mit 25 Stärke in Wasser. Tabelle B

Inhaltsstoff	Fixierzusammensetzung 4 (Teile)	Vergleichsfixierzusammensetzung 4a (Teile)	Vergleichsfixierzusammensetzung 4b (Teile)
PMG-Ac aus Beispiel 1	16
PMG·HCl aus Vergleichsbeispiel 1a		16
PMG·HCl aus Vergleichsbeispiel 1b			16
2-Pyrrolidinon	10	10	10
1,2-Hexandiol	5	5	5
Dowanol PNP^TM	1	1	1
Zonyl FSN^TM	0,8	0,8	0,8
Brij 30^TM	0,4	0,4	0,4
EDTA	0,1	0,1	0,1
Wasser	66,7	66,7	66,7
pH mit Natriumhydroxid o Salpetersäure eingestellt auf:	pH 4	pH 4	pH 4

Dowanol PNP^TM ist Propylenglykol-n-propylether von Dow. Brij 30^TM ist ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel von Uniquema.
Zonyl FSN^TM ist ein fluoriertes oberflächenaktives Mittel von DuPont.
EDTA ist Ethylendiamintetraessigsäure.
Die Fixierzusammensetzung 4 und die Vergleichsfixierzusammensetzungen 4a und 4b wurden dann unabhängig in alle drei Kammern eines unbenutzten HP 660^TM mit Dreikammerkassetten geladen. Die Zusammensetzungen in jeder Kammer wurden wie folgt abgefeuert:

Gelb-Kammer – 20 Millionen Tropfen
Magenta-Kammer – 30 Millionen Tropfen
Cyan-Kammer – 40 Millionen Tropfen

Nach dem Test wurde die Tintenkassette zerlegt und wurden die Widerstände an der Düsenplatte mikroskopisch untersucht. Der Pegel an Kogation für jeden Kopf wurde wie folgt bewertet:

1: – hervorragend – keine Kogation
2: – geringe Kogation
3: – etwas Kogation
4: – starke Kogation
5: – sehr starke Kogation

Ergebnisse sind in Tabelle C gezeigt. Tabelle C

Fixierzusammensetzung	Anzahl von abgefeuerten Tropfen	Kogationswert
Fixierzusammensetzung 4	20 Millionen	2
	30 Millionen	2
	40 Millionen	2–3
Vergleichsfixierzusammensetzung 4a	20 Millionen	3–4
	30 Millionen	3–4
	40 Millionen	3–4
Vergleichsfixierzusammensetzung 4b	20 Millionen	4
	30 Millionen	4
	40 Millionen	3–4

Tabelle C zeigt, dass die Fixierzusammensetzung 4 gemäß der Erfindung weniger Kogation als die Vergleichsfixiermittel bewirkt.
Beispiel 4
Vorbereitung von Poly(hexamethylenguanidin)acetat („PMG-Ac") durch Lösungsmittelpolymerisation
N-Methylpyrrolidon (32,93 g), Guanidinacetat (65 g) und 1,6-Hexamethylendiamin (66,7 g) wurden in einen Rundkolben mit 250 ml abgewogen und gemischt. Die Mischung wurde unter einer Atmosphäre von N₂-Gas unter Rühren auf 120°C erwärmt und das Rühren wurde unter N₂ vier Stunden lang fortgesetzt. Die Temperatur wurde dann auf 170°C erhöht und die Reaktionsmischung wurde bei dieser Temperatur weitere 11,1 Stunden lang gerührt. Die Reaktionsmischung wurde auf Raumtemperatur abkühlen gelassen und dann mit einem gleichen Volumen an destilliertem Wasser gemischt und auf 80°C erwärmt und bei dieser Temperatur gehalten, bis sich eine klare Lösung bildete. Die Lösung wurde abgekühlt, der pH wurde unter Verwendung von Essigsäure auf pH 7 eingestellt und die Mischung wurde unter Verwendung von destilliertem Wasser auf 25 Feststoffe verdünnt. Das sich ergebende PMG-A2 wies einen Zahlenmittelwert des Molekulargewichts (Mn) von 1000 und einen Gewichtsmittelwert des Molekulargewichts (Mw) von 5160 auf, gemessen durch Gelpermeationschromatographie.
Beispiele 5 bis 12 – Lösungsmittelpolymerisation

Das Verfahren Beispiel 4 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass anstelle des N-Methylpyrrolidons das Lösungsmittel, das in Tabelle D, Spalte 2 unten angegeben ist, in der Menge verwendet wurde, die in Klammern gezeigt ist. Tabelle D

Beispiel	Lösungsmittel (Gewicht)	LogP	Reaktionstemperatur °C	Reaktionszeit (Std.)	Mn von resultierendem PmGAc
5	1,2-Propandiol (14,6 g)	–1,4	170	10,4	590
6	1,2-Propandiol (95,4 g)	–1,4	170	10,0	510
7	Diethylenglykol (14,6 g)	–1,3	170	14,3	710
8	Diethylenglykol (14,6 g)	–1,3	160	20,8	810
9	N-Methylpyrrolidon (14,6 g)	–0,7	170	13,8	1020
10	Diethylenglykolmonomethylether (14,6 g)	–0,15	170–180	13,6	1000
11	Diethylenglykolmonomethylether (14,6 g)	–0,15	180	9	810
12	Dipropylenglykolmonomethylether (14,6 g)	0	170–180	11,6	1020

Claims

Ein Tintenstrahldruckprozess, der die Schritte (a) und (b) in irgendeiner Reihenfolge oder simultan aufweist: (a) Aufbringen einer Tinte auf ein Substrat mittels eines Tintenstrahldruckers, um ein Bild an dem Substrat zu erzeugen; und (b) Aufbringen einer Fixierzusammensetzung, die ein flüssiges Medium und ein Polymer aufweist, das eine Mehrzahl von Monoguanid- und/oder Biguanidgruppen umfasst, auf das Substrat mittels eines Tintenstrahldruckers; dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierzusammensetzung eine Chloridkonzentration von weniger als 400 Gewichts-ppm aufweist.
Ein Prozess gemäß Anspruch 1, bei dem die Fixierzusammensetzung auf das Substrat auf eine örtlich begrenzte Weise aufgebracht wird und die Bereiche, in denen die Tinte und die Zusammensetzung bei den Schritten (a) und (b) aufgebracht werden, im Wesentlichen koextensiv sind.
Ein Prozess gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das Polymer, das eine Mehrzahl von Monoguanid- und/oder Biguanidgruppen umfasst, ein Polymonoguanid und/oder ein polymeres Biguanid ist.
Ein Prozess gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das Polymer, das eine Mehrzahl von Monoguanid- und/oder Biguanidgruppen umfasst, ein Polymonoguanid ist.
Ein Prozess gemäß Anspruch 4, bei dem das Polymonoguanid eine Mehrzahl von Gruppen der Formel (1) und/oder Gruppen der Formel (2) oder Salze derselben aufweist:
wobei: jedes m unabhängig 0 oder 1 ist; jedes Y unabhängig eine C_3-18-Hydrocarbylgruppe ist; A und B Hydrocarbylgruppen sind, die zusammen insgesamt 3 bis 18 Kohlenstoffatome aufweisen; und jedes R unabhängig Wasserstoff, optional substituiertes Alkyl oder optional substituiertes Alkoxy ist.
Ein Prozess gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Polymonoguanid durch einen Prozess erhalten wurde, der eine Schmelzpolymerisation eines C_3-18-Hydrocarbyldiamins mit einem anderen Guanidinsalz als Guanidinhydrochlorid aufweist.
Ein Prozess zum Vorbereiten eines Polymonoguanids, das eine Lösungsmittel- oder Schmelzpolymerisation eines C_3-18-Hydrocarbyldiamins mit einem anderen Guanidinsalz als Guanidinhydrochlorid aufweist.
Ein Prozess gemäß Anspruch 7, bei dem die Polymerisation eine Schmelzpolymerisation ist, die bei einer Temperatur von 100°C bis 200°C durchgeführt wird.
Ein Prozess gemäß Anspruch 7, bei dem die Polymerisation eine Lösungsmittelpolymerisation ist und das Lösungsmittel eine Log P von zwischen –1,5 und +1 aufweist.
Ein Prozess gemäß Anspruch 7, 8 oder 9, bei dem das Polymonoguanid eine Chloridkonzentration von weniger als 400 Gewichts-ppm aufweist.
Ein Polymonoguanid, das durch einen Prozess gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10 erhalten wird oder erhalten werden kann.
Eine Zusammensetzung, die folgende Merkmale aufweist: (a) 0,1 bis 10 Teile eines Polymers, das eine Mehrzahl von Monoguanid- und/oder Biguanidgruppen oder Salze derselben umfasst; (b) 0 bis 10 Teile eines Bindemittels; (c) 30 bis 60 Teile eines wasserlöslichen organischen Lösungsmittels; und (d) 35 bis 80 Teile Wasser; wobei alle Teile nach Gewicht sind und die Gesamtanzahl von Teilen (a) + (b) + (c) + (d) = 100 beträgt und die Zusammensetzung weniger als 400 Gewichts-ppm Chloridionen umfasst.
Ein Substrat, das mittels des Prozesses gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einem Bild bedruckt ist.
Ein Satz von Flüssigkeiten, der für eine Verwendung bei einem Tintenstrahldrucker geeignet ist, mit folgenden Merkmalen: (a) einer Fixierzusammensetzung gemäß Anspruch 12; und (b) einer Tinte, die ein Farbmittel und ein flüssiges Medium aufweist.
Eine Tintenstrahldruckerkassette, die eine Mehrzahl von Kammern und einen Satz von Flüssigkeiten aufweist, wobei die Flüssigkeiten in einzelnen Kammern der Tintenstrahldruckerkassette enthalten sind und der Satz von Flüssigkeiten so ist, wie es in Anspruch 14 definiert ist.