DE60319538T2 - Tintenstrahl-Tintenzusammensetzung - Google Patents

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Description

  • Diese Erfindung betrifft Tintenstrahitinten. Insbesondere betrifft diese Erfindung Tinten mit einem verbesserten Ausstoßvermögen, denen spezielle grenzflächenaktive Mittel, einschließlich ethoxylierte Mercaptane, zugesetzt worden sind.
  • Das Tintenstrahldrucken ist eine gut etablierte Technik zum Aufbringen einer Tinte auf ein Substrat zur Bildung eines Bilds, bei der kein physischer Kontakt zwischen dem funktionellen Teil des Druckers, von dem die Tinte aufgebracht wird, und dem Substrat, auf dem die Tinte abgeschieden wird, besteht. Die Tinte wird in der Form von Mikrotröpfchen aufgebracht, die mit bekannten Mitteln durch kleine Düsen in dem Druckkopf auf das Substrat geschleudert werden.
  • Tintenstrahitinten können Färbemittel, die in dem Tintenträger löslich sind (Farbstoffe), oder Färbemittel enthalten, die in dem Tintenträger unlöslich sind (Pigmente oder dispergierte Farbstoffe). Ein häufiges Problem, das mit unlöslichen Färbemitteln einhergeht, besteht darin, dass im Zeitverlauf eine Erhöhung der Teilchengröße auftreten kann, was zu verschlechterten Ausstoßeigenschaften führt. Ein zusätzliches Problem beim Ausstoßen von unlöslichen Färbemitteln ist das Verstopfen der Strahldüse im Zeitverlauf, was zu fehlgerichteten Tröpfchen oder einem Gesamtverlust des Tröpfchenausstoßes führt. Dies ist insbesondere dann problematisch, wenn die Tinten mit Bindemitteln oder anderen Polymeren formuliert sind.
  • Das US-Patent 5,698,016 beschreibt Zusammensetzungen, die als Dispersionen und Tinten geeignet sind und aus einem amphiphilen Ion und einem modifizierten Kohlenstoffprodukt, das daran gebundene organische Gruppen aufweist, hergestellt sind, wobei die organischen Gruppen und amphiphilen Ionen entgegengesetzte Ladungen aufweisen. Der Zwischenschritt des Bindens von organischen Gruppen an den Kohlenstoff ist zur Bereitstellung einer Wasserdispergierbarkeit erforderlich. Die Stabilisierung eines breiten Bereichs von Tintenzusammensetzungen ist nicht offenbart.
  • Die europäische Patentanmeldung 0 978 546 A1 beschreibt Tintenzusammensetzungen, die eine Kombination eines Ammoniumcarboxylatsalzes und eines grenzflächenaktiven Mittels oder mehrerer grenzflächenaktiver Mittel, vorzugsweise nichtionischer ethoxylierter grenzflächenaktiver Mittel, hydroxylierter oder alkoxylierter acetylenischer grenzflächenaktiver Polyethylenoxidmittel oder anionischer Phosphatester, umfassen. Das Vermögen zum Erreichen einer Stabilität mit diesen grenzflächenaktiven Mitteln ohne vorliegendes Ammoniumcarboxylat ist nicht beschrieben.
  • US 6,255,383 (D1) beschreibt eine Tintenzusammensetzung, die Wasser und ein grenzflächenaktives Mittel auf der Basis von einer der drei Formeln
    • (I) ein nichtionisches grenzflächenaktives EO-PO-EO-Blockcopolymermittel,
    • (II) ein Alkylenoxid-substituiertes Ethylendiamin,
    • (III) ein nichtionisches grenzflächenaktives PO-EO-PO-Blockcopolymermittel ohne Alkylsubstitution,
    umfasst.
  • Keines der in diesem Stand der Technik für eine Verwendung offenbarten grenzflächenaktiven Mittel enthält die R'-, Y- und R-Gruppen, die für die vorliegende Erfindung essentiell sind.
  • EP 0 974 627 (D2) beschreibt Tintenzusammensetzungen, die ein nichtionisches grenzflächenaktives Mittel in Konzentrationen von 0,1 bis 20% enthalten. Die in D2 tatsächlich offenbarten grenzflächenaktiven Mittel unterscheiden sich jedoch stark von denjenigen, die durch die vorliegende Erfindung gelehrt werden. Insbesondere weisen die in D2 beschriebenen grenzflächenaktiven Mittel nicht die X- und R'-Gruppen auf, die für die vorliegende Erfindung essentiell sind.
  • EP 0 947 330 (D3) beschreibt eine generische Liste geeigneter grenzflächenaktiver Mittel, wobei es jedoch nicht möglich ist, deren genaue Struktur festzulegen. In den spezifischen Beispielen sind Tintenzusammensetzungen beschrieben, die ein Acetylenglykol-EO-Addukt als grenzflächenaktives Mittel umfassen, jedoch weist diese Verbindung nicht die R'-, Y- und R-Gruppen auf, die für die vorliegende Erfindung essentiell sind.
  • Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Bereitstellung einer wässrigen Tintenstrahltinte mit einem verbesserten Ausstoßvermögen in Tintenstrahldruckern, ohne mehrere Stabilisierungsmechanismen zu nutzen, um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen.
  • Ein weiteres Problem, das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, ist die Bereitstellung einer wässrigen Tintenstrahltinte mit einem verbesserten Ausstoßvermögen für jedwede stabile Tinte.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Tintenzusammensetzung bereit, die ein flüssiges Medium, ein Färbemittel und mindestens 0,1 Gew.-% der Tinte eines amphiphilen Materials mit der Formel XQnR'-Y-R umfasst, wobei X Hydroxyl- oder Amino-Funktionalität darstellt, Q eine sich wiederholende hydrophile Einheit von Ethylenoxid oder Propylenoxid darstellt, wobei n > 4, R' C1 bis C6 Alkyl-Funktionalität darstellt, Y Sauerstoff, Stickstoff oder Schwefel darstellt, und R eine Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl- oder Alkenylgruppe darstellt.
  • Die Tintenzusammensetzung kann ferner ein zweites amphiphiles Material umfassen, um die Stabilität der Tinte zu verbessern, wobei das zweite amphiphile Material die Formel R-O-QnA– M+ hat, wobei R eine Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl- oder Alkenylgruppe darstellt, Q eine sich wiederholende hydrophile Einheit von Ethylenoxid oder Propylenoxid darstellt, wobei n > 4, A– eine Sulfat-, Sulfonat- oder Phosphatgruppe darstellt und M+ ein Kation wie Kalium, Natrium, Lithium oder Ammonium darstellt.
  • Geeignete amphiphile Materialien der Formel XQnR'-Y-R umfassen ohne Beschränkung Alkyl-, Aryl- oder Alkenylmercaptanethoxylate, wie z. B. grenzflächenaktive Mittel der Marken AlcodetTM HSC, AlcodetTM MC, AlcodetTM SK, AlcodetTM 260 und AlcodetTM 218 von Rhodia, Frankreich, oder Alkylphenolethoxylate, wie z. B. grenzflächenaktive Mittel der Marken RhodafacTM RM-510 und RhodafacTM RM-710 von Rhodia, Frankreich.
  • Geeignete amphiphile Materialien der Formel R-O-QnA–M+ umfassen ohne Beschränkung die Natriumsalze von Fettalkoholethersulfaten und Natriumsalze von Alkylphenylethersulfaten, wie z. B. Natriumlaurethsulfat und die grenzflächenaktiven Mittel DisponilTM FES und DisponilTM AES, die von Cognis hergestellt werden. Zusätzliche amphiphile Materialien der Formel R-O-QnA–M+ umfassen ohne Beschränkung Alkyl-, Aryl- oder Alkenyletherphosphate, Alkyl-, Aryl- oder Alkenylethersulfate und Salze der vorstehenden Verbindungen, einschließlich Natrium-, Kalium, Ammonium- und Lithiumsalze, sowie Kombinationen davon.
  • Tintenstrahltintenzusammensetzungen umfassen ein flüssiges Medium, ein Färbemittel und zusätzliche stabilisierende Komponenten. Das flüssige Medium ist typischerweise vorwiegend Wasser, vorzugsweise entionisiertes Wasser. Die Tintenstrahltintenzusammensetzung umfasst ein Färbemittel, das ein Pigment oder ein Farbstoff sein kann. Das Pigment kann ein organisches Pigment oder ein anorganisches Pigment sein. „Organisches Pigment" steht für ein Pigment, bei dem es sich vorwiegend um eine organische Verbindung oder ein Gemisch von organischen Verbindungen, einschließlich Ruß, handelt.
  • Geeignete organische Pigmente umfassen z. B. oberflächenmodifizierte und -unmodifizierte Anthrachinone, Phthalocyaninblaupigmente, Phthalocyaningrünpigmente, Diazopigmente, Monoazopigmente, heterocyclische Gelbpigmente, Pyranthrone, Chinacridonpigmente, Dioxazinpigmente, Indigo, Thioindigopigmente, Perynonpigmente, Perylenpigmente, Isoindolen, Polymerteilchen mit mindestens einem Hohlraum und dergleichen. Ruß ist die generische Bezeichnung für Kohlenstoffteilchen mit geringer Teilchengröße, die in der Gasphase durch eine thermische Zersetzung von Kohlenwasserstoffen gebildet werden, und umfasst z. B. Materialien, die in dem Fachgebiet als Ofenruß, Lampenruß, Kanalruß, Acetylenruß bekannt sind. Ruß umfasst zusätzlich behandelten, modifizierten und oxidierten Ruß.
  • Geeignete anorganische Pigmente umfassen Titandioxid, Eisenoxid und andere Metallpulver. Im Allgemeinen beträgt die Menge des verwendeten Pigments bzw. der verwendeten Pigmente weniger als 20 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 8 Gew.-%, mehr bevorzugt 2 bis 6 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte. Die Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst das Emulsionspolymer vorzugsweise in einer Konzentration von 0,1 bis 25 Gew.-%, mehr bevorzugt von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung. Die Tintenzusammensetzung kann auch wassermischbare oder -lösliche Materialien wie z. B. Polymere, Benetzungsmittel, Dispergiermittel, Penetriermittel, Chelatisierungsmittel, Hilfslösungsmittel, Entschäumer, Puffer, Biozide, Fungizide, Viskositätsmodifiziermittel, Bakterizide, grenzflächenaktive Mittel, Antikräusel- bzw. -rollmittel, ein Ausbluten verhindernde Mittel und Oberflächenspannungsmodifiziermittel, die alle in dem Fachgebiet bekannt sind, umfassen. Geeignete Benetzungsmittel umfassen Ethylenglykol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,8-Octandiol, 1,2-Propandiol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 2,3-Butandiol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 200, 300, 400, 600, 900, 1000, 1500 und 2000, Dipropylenglykol, Polypropylenglykol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 425, 725, 1000 und 2000, 2-Pyrrolidon, 1-Methyl-2-pyrrolidon, 1-Methyl-2-piperidon, N-Ethylacetamid, N-Methylpropion-amid, N-Acetylethanolamin, N-Methylacetamid, Formamid, 3-Amino-1,2-propandiol, 2,2-Thiodiethanol, 3,3-Thiodipropanol, Tetramethylensulfon, Butadiensulfon, Ethylencarbonat, Butyrolacton, Tetrahydrofurfurylalkohol, Glycerin, 1,2,4-Butentriol, Trimethylpropan, Pantothenol, Liponic EG-1. Bevorzugte Benetzungsmittel sind Polyethylenglykol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 400 bis 1000, 2-Pyrrolidon-2,2-thiodiethanol und 1,5-Pentandiol. Bevorzugte Penetriermittel umfassen n-Propanol, Isopropylalkohol, 1,3-Propandiol, 1,2-Hexandiol und Hexylcarbitol.
  • Die Menge des verwendeten Benetzungsmittels wird durch die Eigenschaften der Tinte festgelegt und kann im Bereich von 1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, liegen. Beispiele für gebräuchlich verwendete Benetzungsmittel, die bei der Bildung der Tinte geeignet sind, sind: Glykole, Polyethylenglykole, Glycerin, Ethanolamin, Diethanolamin, Alkohole und Pyrrolidone. Andere Benetzungsmittel, die in dem Fachgebiet bekannt sind, können ebenfalls verwendet werden.
  • Die Verwendung geeigneter Penetriermittel wird von der spezifischen Anwendung der Tinte abhängen. Geeignete Beispiele umfassen Pyrrolidon und N-Methyl-2-pyrrolidon. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält eine Tintenstrahlzusammensetzung mehr als 20%, auf einer Äquivalentbasis, einer Hydroxy-, Amino- oder Thiol-Funktionalität, bezogen auf die Hydroxyfunktionalität des Emulsionspolymers, wobei die Hydroxy-, Amino- oder Thiol-Funktionalität z. B. in Penetriermitteln, Benetzungsmitteln, grenzflächenaktiven Mitteln, usw., so vorliegt, dass solche Bestandteile einen Siedepunkt von weniger als 220°C, vorzugsweise von weniger als 200°C aufweisen.
  • Die Menge an Entschäumer in der Tinte wird typischerweise im Bereich von 0 bis 0,5 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, liegen. Entschäumer, die bei der Bildung wässriger Dispersionen von Pigmenten geeignet sind, sind bekannt und käufliche Beispiele umfassen Surfynol 104H und Surfynol DF-37 (Air Products, Allentown, PA).
  • In Ausführungsformen, bei denen Methylolacrylamid oder Methylolmethacrylamid in das Copolymer einbezogen ist, wird ein Katalysator, der eine latente Aziditätsquelle ist, d. h. eine Verbindung, die bezüglich der Senkung des pH-Werts der Beschichtungszusammensetzung unter den nachstehend beschriebenen Trocknungs- und Härtungsbedingungen effektiv ist, in die Beschichtungszusammensetzung vorzugsweise in einer Menge einbezogen, die zur Bereitstellung einer Beschichtungszusammensetzung mit einem pH-Wert von etwa 1 bis etwa 4 effektiv ist.
  • Der Katalysator, der in einer Konzentration von 0 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 0,1 bis 10 Gew.-%, mehr bevorzugt von 0,5 bis 6 Gew.-%, insbesondere von 3 bis 6 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tintenzusammensetzung, verwendet werden kann, umfasst z. B. Ammoniumchlorid, Ammoniumnitrat, Ammoniumcitrat, Diammoniumphosphat, Magnesiumchlorid, Aminsalze von p-Toluolsulfonsäure und Gemische davon.
  • Die Tintenzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können durch jedwedes Verfahren hergestellt werden, das in dem Fachgebiet der Herstellung solcher Zusammensetzungen bekannt ist, wie z. B. durch Mischen, Rühren oder Bewegen der Bestandteile unter Verwendung von jedweder in dem Fachgebiet anerkannten Technik zur Bildung einer wässrigen Tinte. Das Verfahren zur Herstellung der Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist nicht kritisch, solange die Tintenzusammensetzung homogen ist.
  • Die Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird mit einer der bekannten Tintenstrahltechniken unter Verwendung von z. B. Thermo- oder Blasenstrahldruckern, piezoelektrischen Druckern, Druckern mit kontinuierlichem Fluss, Airbrush- oder Ventilstrahldruckern auf ein Substrat aufgebracht. Bevorzugte Substrate sind textile Flächengebilde, entweder gewebte oder vliesartige, die aus geeigneten Fasern, wie z. B. Baumwolle, Polyester, Aramid, Seide, Acryl, Wolle, Reyon, Nylon, Polyamid und Glas, gebildet werden können. Jedwedes geeignete Substrat kann verwendet werden, einschließlich Papier, Vinyl, Leder und Polyester. Die Tintenzusammensetzung kann auch nach dem Aufbringen bei einer ausgewählten Zeit und Temperatur gehärtet, d. h. getrocknet und vernetzt werden, wobei Zeiten von 1 Sekunde bis 10 min und Temperaturen von 60°C bis 300°C typisch sind. Es sollte beachtet werden, dass kürzere Härtungszeiten üblicherweise höhere Temperaturen erfordern, um eine Härtung zu bewirken. Die Härtung kann durch Kombinationen von thermischer Energie und Strahlungsenergie, wie z. B. Mikrowellen- oder Infrarotstrahlung, bewirkt werden.
  • Das Ausstoßvermögen einer Tinte zeigt sich als eine Zunahme der Ausstoßzeit ohne Fehlausrichtung oder Verstopfen der Tintenstrahldüsen. Der Test des Ausstoßvermögens wird durch kontinuierliches Bedrucken eines textilen Baumwoll-Flächengebildes mit einem Drucker Modell JF-0604, der von Mimaki Engineering Company, Ltd., Japan, hergestellt wird, bis verstopfte Düsen oder fehlgerichtete Tröpfchen festgestellt werden, durchgeführt.
  • Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung.
  • Beispiel 1: Tintenformulierungen mit verbesserter Stabilität
  • Die in den Tabellen 1 und 3 gezeigten Tintenzusammensetzungen werden durch Mischen aller Bestandteile mit Ausnahme des Bindemittels und der Pigmentdispersionen hergestellt. Der pH-Wert des Gemischs wird mit 14%igem Ammoniumhydroxid auf 8 bis 8,5 eingestellt. Die Bindemittelemulsion wird dem Gemisch dann nach und nach unter Rühren zugesetzt. Die Pigmentdispersion wird dem vorstehend genannten Gemisch als letztes nach und nach unter Rühren zugesetzt. Der End-pH-Wert der Tinten wird mit 14%igem Ammoniumhydroxid auf 8,5 eingestellt. Die fertigen Tinten werden mit einem 1 Mikrometer-Glasfaserfilter (von Pall Corporation, Ann Arbor, MI 48103, USA) filtriert. Die Viskosität wird mit einem Brookfield- Viskosimeter (von Brookfieid ENG LABS INC., Stoughton, MA 02072, USA) bei 30 U/min mit einem Ultra Low (UL)-Adapter und Spindel gemessen. Die Oberflächenspannung wird mit dem Fisher Scientific Oberflächentensiometer 20 (von Fisher Scientific, USA, hergestellt) gemessen.
  • Die Stabilität und die Lagerdauer werden durch Wärmealtern bei 60°C und Durchführen von Teilchengrößenmessungen bewertet. Die anfängliche Teilchengröße wird gemessen, nachdem die Tinte vor jedwedem Wärmealtern filtriert worden ist und bei spezifischen Wärmealterungszeiten bei 60°C. Die Teilchengrößenmessungen werden mit einem Microtrac UPA 150 Teilchengrößenanalysegerät (von Microtrac Inc., Montgomeryville, PA 18936, hergestellt) gemessen. Tabelle 1. Tintenformulierungen mit verbesserter Stabilität
    Materialbezeichnung 1 2 3 4 5 6
    (%) (%) (%) (%) (%) (%)
    Färbemittel (Acry-JetTM magenta 127) 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00
    Latexbindemittel (42%) 14,29 14,29 14,29 14,29 14,29 14,29
    SLS (28%) 3,57
    DS4 (23%) 3,57
    FES-61 (30%) 3,57
    FES-77 (30%) 3,57
    FES-993 (30%) 3,57
    FES-32 (30%) 3,57
    Ammoniumnitrat (25% in Wasser) 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
    2-Pyrrolidinon 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00
    Ethylenglykol 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00
    1,3-Propandiol 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00
    SurfynolTM465 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20
    Entionisiertes Wasser 39,94 39,95 39,95 39,95 39,95 39,95
    Gesamt 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
  • Die Proben 1 und 2 sind Vergleichsproben.
  • AcryJetTM ist eine Marke der Rohm and Haas Company, Philadelphia, PA, USA. DS-4 ist ein grenzflächenaktives Alkylarylsulfonat-Mittel, das unter der Marke RhodocalTM DS-4 von Rhodia, Frankreich, verkauft wird. SLS ist Natriumlaurylsulfat, das unter der Marke PolystepTM S-1 von Stepan Company, Northfield, IL, USA, verkauft wird. Produkte der Marke FES werden von Cognis hergestellt. Tabelle 2. Tinteneigenschaften der Tintenformulierungen in der Tabelle 1
    Tinteneigenschaften 1 2 3 4 5 6
    pH 8,80 8,82 8,79 8,81 8,79 8,80
    Viskosität (cp) 4,92 4,60
    Oberflächenspannung (dyn/cm) 35,10 34,80
    Teilchengröße (nm)
    zu Beginn 202 199 165 164 172
    5 Tage bei 60°C 595 564 168 196 217 309
    12 Tage bei 60°C 167 225
    25 Tage bei 60°C 197 280
    153 Tage bei 60°C 223 368
  • Die Proben F3 bis F6 zeigen verglichen mit den Proben F1 und F2 eine verbesserte Stabilität. Tabelle 3. Tintenformulierungen mit verbesserter Stabilität
    Materialbezeichnung 7 8 9 10 11 12 13
    (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%)
    Färbemittel (AcryJet Magenta 127) 20,00 20,00 20,00 22,00 20,00 20,00 20,00
    Latexbindemittel (42%) 14,29 14,29 14,29 9,00 14,29 14,29 14,29
    SLS (28%) 3,57
    DS4 (23%) 3,57
    FES-61 (30%) 3,57 4,33
    FES-77 (30%) 3,57
    FES-993 (30%) 3,57
    FES-32 (30%) 3,57
    Ammoniumnitrat (25% in Wasser) 1,00 1,00 1,00 2,00 1,00 1,00 1,00
    2-Pyrrolidinon 5,00 5,00 5,00 8,00 5,00 5,00 5,00
    Ethylenglykol oder Diethylenglykol 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00
    1,3-Propandiol 5,00 5,00 5,00 0,00 5,00 5,00 5,00
    Alcodet-sk 1,20 1,20 1,20 1,30 1,20 1,20 1,20
    Entionisiertes Wasser 39,94 39,95 39,95 43,37 39,95 39,95 39,95
    Gesamt 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
  • Die Proben 7 und 8 sind Vergleichsproben. AlcodetTM SK ist ein Alkylmercaptanethoxylat (8 EO) von Rhodia, Frankreich. Tabelle 4. Tinteneigenschaften der Tintenformulierungen in der Tabelle 3
    Tinteneigenschaften 7 8 9 1 10 1 12 13
    pH 8,89 8,88 8,89 8,40 8,88 8,89 8,89
    Viskosität (cp) 4,90 3,75 3,62 3,98
    Oberflächenspannung (dyn/cm) 35,30 34,50 34,80 35,30
    Teilchengröße (nm)
    zu Beginn 213 261 165 157 164 185 186
    5 Tape bei 60°C 671 361 144 169 168 178 240
    12 Tage bei 60°C 177 178 207 195
    25 Tage bei 60°C 182 165 206 230
    153 Tage bei 60°C 187 241 268
  • Die Tintenproben 3 bis 6 zeigen eine hervorragende Stabilität bei einem ausreichenden Ausstoßvermögen. Die Tintenproben 9 bis 13 zeigen eine hervorragende Stabilität und ein hervorragendes Ausstoßvermögen.
  • Beispiel 2: Tintenformulierungen mit verbessertem Ausstoßvermögen
  • Die in der Tabelle 5 gezeigten Tintenzusammensetzungen werden durch Mischen aller Bestandteile mit Ausnahme des Bindemittels und der Pigmentdispersionen hergestellt. Der pH-Wert des Gemischs wird mit 14%igem Ammoniumhydroxid auf 8 bis 8,5 eingestellt. Die Bindemittelemulsion wird dem Gemisch dann nach und nach unter Rühren zugesetzt. Die Pigmentdispersion wird dem vorstehend genannten Gemisch als letztes nach und nach unter Rühren zugesetzt. Der End-pH-Wert der Tinten wird mit 14%igem Ammoniumhydroxid auf 8,5 eingestellt. Die fertigen Tinten werden mit einem 1 Mikrometer-Glasfaserfilter (von Pall Corporation, Ann Arbor, M1 48103, USA) filtriert. Die Viskosität wird mit einem Brookfield-Viskosimeter (von Brookfield ENG LABS INC., Stoughton, MA 02072, USA) bei 30 U/min mit einem Ultra Low (UL)-Adapter und Spindel gemessen. Die Oberflächenspannung wird mit dem Fisher Scientific Oberflächentensiometer 20 (von Fisher Scientific, USA, hergestellt) gemessen. Tabelle 5. Tintenformulierungen mit verbessertem Ausstoßvermögen
    Materialbezeichnung 14 15 16 17 18 19
    (%) (%) (%) (%) (%) (%)
    Färbemittel (Cab-O-JetTM 300) 25,00 25,00 25,00 -
    Färbemittel (Cab-O-JetTM 250) - 25,00 25,00 25,00
    Latexbindemittel (42%) 14,29 14,29 14,29 9,00 14,29 14,29
    Ammoniumnitrat (25% in Wasser) 1,00 1,00 1,00 2,00 1,00 1,00
    2-Pyrrolidinon 5,00 5,00 5,00 8,00 5,00 5,00
    Ethylenglykol oder Diethylenglykol 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00
    1,3-Propandiol 5,00 5,00 5,00 0,00 5,00 5,00
    SurfynolTM 465 1,20 - 1,20 -
    Alcodet-sk - 1,20 1,20 - 1,20 1,20
    Entionisiertes Wasser 38,51 38,51 38,51 38,51 38,51 38,51
    Gesamt 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
  • Cab-O-JetTM ist eine Marke von Cabot Corporation, Billerica, MA, USA. Die Proben 14 und 17 sind Vergleichsproben.
  • Die Tintenproben 15, 16, 18 und 19 zeigen verglichen mit den Tintenproben 14 und 17 ein verbessertes Ausstoßvermögen.

Claims (8)

  1. Tintenzusammensetzung, umfassend ein flüssiges Medium, ein Färbemittel, und mindestens 0,1 Gewichtsprozent der Tinte eines amphiphilen Materials mit der Formel XQnR'-Y-R, wobei X Hydroxyl- oder Amino-Funktionalität darstellt, Q eine sich wiederholende hydrophile Einheit von Ethylenoxid oder Propylenoxid darstellt, wobei n > 4; R' C1 bis C6 Alkyl-Funktionalität darstellt, Y Sauerstoff, Stickstoff oder Schwefel darstellt, und R eine Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl- oder Alkenylgruppe darstellt.
  2. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das amphiphile Material eine oder mehrere Zusammensetzung(en), ausgewählt aus der Gruppe von (a) Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl- oder Alkenylmercaptanethoxylaten und (b) Alkyl-Phenolethoxylaten ist.
  3. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, weiter umfassend mindestens 0,1 Gewichtsprozent der Tinte eines zweiten amphiphilen Materials, wobei das zweite amphiphile Material die Formel R-O-QnA–M+ aufweist, wobei R eine Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl- oder Alkenylgruppe darstellt, Q eine sich wiederholende hydrophile Einheit von Ethylenoxid oder Propylenoxid darstellt, wobei n > 4, A– eine Sulfat-, Sulfonat oder Phosphatgruppe darstellt, und M+ ein Kation wie Kalium, Natrium, Lithium oder Ammonium darstellt.
  4. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das zweite amphiphile Material eine oder mehrere Zusammensetzungen, ausgewählt aus der Gruppe von (a) Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl- oder Alkenyletherphosphaten und Salzen davon, einschließlich Natrium-, Kalium-, Ammonium- und Lithiumsalzen, und (b) Alkyl- Aryl-, Alkylaryl- oder Alkenylethersulfaten und Salzen davon, einschließlich Natrium-, Kalium-, Ammonium- und Lithiumsalzen, ist.
  5. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei, wenn das Färbemittel ein modifizierter Ruß mit daran kovalent gebundenen organischen Gruppen ist, das zweite amphiphile Material die gleiche Ladung aufweist, wie der modifizierte Ruß.
  6. Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Färbemittel ein Pigment oder ein Farbstoff ist.
  7. Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei n ≥ 11.
  8. Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei n ≥ 30.
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