DE69008588T2

DE69008588T2 - Zusammengesetzte Tinte.

Info

Publication number: DE69008588T2
Application number: DE69008588T
Authority: DE
Inventors: Kenichi Kanbayashi; Makoto Matsuzaki; Shoichi Shinozuka; Masamitsu Uehara
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1989-03-02
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1994-08-25
Anticipated expiration: 2010-03-01
Also published as: US5141559A; DE69008588D1; EP0385738B1; EP0385738A2; JPH02229870A; EP0385738A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbundtinte zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät und insbesondere zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät, das die Verbundtinte bei höheren Temperaturen als Raumtemperatur ausstößt.
Die Tintenstrahlaufzeichnung hat für das Drucken die Vorteile einer Geräuschlosigkeit und hohen Geschwindigkeit. In der Vergangenheit war die für die Tintenstahl-Aufzeichnung verwendete Verbundtinte eine Flüssigkeit auf Wasserbasis. Da die Aufzeichnung jedoch durch Vollsaugen des Papiers mit der Verbundtinte erfolgte, wurden Kleckse bei Verwendung von Papier erzeugt, das sich mit Tinte leicht vollsaugte. Deinzufolge trat das Problem auf, daß sich die Druckqualität verschlechterte, weil die Ränder von aufgezeichneten Punkten nicht gestochen scharf waren.
Um diese Problem zu überwinden und eine gute Druckqualität unabhängig von der Papierqualität zu erhalten, wurde ein Verfahren der Tintenstrahlaufzeichnung entwickelt, worin eine Tinte im festen Zustand, die aus einer heißschmelzenden, auf Wachs etc. basierenden und bei Raumtemperatur festen Verbundtinte gebildet wird, nach Erhitzen und Schmelzen bei hoher Temperatur ausgestoßen wird und durch Abkühlen und Verfestigen auf Aufzeichnungspapier die Aufzeichnungspunkte bildet. Ein solches Verfahren ist in den US-Patenten Nr. 4,390,369, 4,484,948 und 4,659,383 und in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 108271/1983 offenbart. Das bei diesem Verfahren als Träger verwendete feste Wachs etc. löst jedoch Lösungsmittelfarben des Metallkomplextyps, insbesondere Lösungsmittelfarben des Metallkomplextyps mit guter Hitzebeständigkeit, schlecht. Demzufolge wird ein Lösungsmittelfarbstoff wie etwa C.I. SOLVENT BLACK 3, 7 verwendet, der gute Löslichkeit in relativ polaren Wachsen zeigt und eine schlechte Wärmebeständigkeit aufweist.
In der obigen heißschmelzenden Verbundtinte kann die Wärmebeständigkeit des als Träger verwendeten Wachses zur Zugabe von Antioxidantien verbessert werden. Der als Färbematerial verwendete Lösungsmittelfarbstoff hat jedoch die Eigenschaft, daß sich der Farbstoff aufgrund seiner schlechten Wärmebeständigkeit zersetzt, wenn er für eine lange Zeit in einer auf eine hohe Temperatur erwärmten Umgebung bleibt, und daß sich seine Farbe als Ergebnis der Zersetzung zu braun ändert.
Die vorliegende Erfindung versucht das obige Problem zu überwinden und eine sehr zuverlässige Verbundtinte bereitzustellen, in der eine Verfärbung aufgrund einer Exponierung gegenüber hohen Temperaturen für lange Zeiträume im wesentlichen vermieden wird.
Gemäß vorliegender Erfindung kann ein Lösungsmittelfarbstoff des Metallkomplextyps mit einer guten Wärmebeständigkeit in einem Träger wie etwa Wachs gelöst werden.
Gemäß vorliegender Erfindung wird eine Verbundtinte bereitgestellt, umfassend einen Träger und ein Färbematerial, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger mindestens eine Art von höherem Alkylamin, eine höhere Fettsäure und Carnauba-Wachs enthält und daß das Färbematerial mindestens einen Lösungsmittelfarbstoff des Metallkomplextyps beinhaltet.
Der Träger kann eine Festsubstanz oder eine halbfeste Substanz mit einem Schmelzpunkt oder Fließpunkt höher als Raumtemperatur sein.
Vorzugsweise ist der Gehalt des höheren Alkylamins von 0,1 % bis 10 % auf Gewichtsbasis, der Gehalt der höheren Fettsäure ist von 0,1 % bis 30 % auf Gewichtsbasis und der Gehalt des Carnauba-Wachses ist von 1 % bis 30 % auf Gewichtsbasis und der Gehalt des Lösungsmittelfarbstoffs des Metallkomplextyps ist von 0,1 % bis 10 % auf Gewichtsbasis.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Lösungsmittelfarbstoff des Metallkomplextyps zeigt im allgemeinen eine gute Löslichkeit bei polaren Lösungsmitteln wie etwa einem niederen aliphatischen Alkohol, er zeigt aber schlechte Löslichkeit bei Wachsen mit geringer Polarität. Dennoch wurde gefunden, daß sich der Lösungsmittelfarbstoff des Metallkomplextyps in einem Gemisch aus der Artvon höherem Alkylamin und der höheren Fettsäure löst und daß sich ferner das resultierende Produkt wiederum in Carnauba-Wachs löst und somit Löslichkeit in einem Träger ohne Polarität aufweisen kann.
Die vorliegende Erfindung wird weiterhin unter Bezugnahme auf die im folgenden angegebenen Beispiele erläutert:
Als Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundtinte wird ein Lösungsmittelfarbstoff des Metallkomplextyps mit einer Mischung aus einer Form von höherem Alkylamin und einer höheren Fettsäure vermischt, dann unter Erhitzen auf eine Temperatur über 80ºC gerührt. Danach wird das Carnauba- Wachs mit der obigen Mischung vermischt, dann wird unter Erhitzen auf eine Temperatur über 80ºC gerührt und andere Trägerbestandteile werden zugegeben. Man erhält nach Rühren bei der Temperatur über 80ºC gleichförmig gelöste Komponenten.
Sofern erforderlich können sie unter Schmelzbedingungen bei hoher Temperatur filtriert werden.
Als physikalische Eigenschaft der Tinte muß die Viskosität bei einer eingestellten Arbeitstemperatur von 100ºC bis 200ºC zur Tröpfchenbildung und Flugstabilität geringer als 15,0 mPa s sein und sie ist vorzugsweise von 7,0 bis 2,0 mPa s, um eine Hochgeschwindigkeitsreaktion (2 bis 3 kHz oder mehr) zu ermöglichen.
Die Bestandteile einer erfindungsgemäßen Verbundtinte sind wie folgt:

Formen höherer Alkylamine

Stearylamin, Distearylamin, Tristearylamin, Cetylamin, Dicetylamin, Tricetylamin, N-Ethylcetylamin, Myristylamin oder Dimyristylamin.

Fettsäuren

Laurinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Behensäure oder Brassidinsäure.

Carnauba-Wachs

Carnauba-Wachs Nr. 1 Noda Wachs Co.

Lösungsmittelfarbstoffe des Metallkomplextyps

Aizen Spilon Black BH
Aizen Spilon Black GSH spezial
Aizen Spilon Black BLH spezial Hodogaya Chemical Co., Ltd.
Vali Fast Black 3804 Orient Kagaku Co., Ltd.

Andere Trägermaterialien

Paraffine
n-Paraffin und Isoparaffin, deren Kohlenstoffzahlen von 23 bis 32 sind.
Paraffinwachse
Nr. 115, 120, 125, 130, 135, 140, 150, 155
HNP-3, 9, 10, 11
SP-0145, 1035, 3040, 3035, 0110 Nippon Seiroh Co., Ltd.
mikrokristallines Wachs
Hi-Mic-2095, 1080, 1045 Nippon Seiroh Co., Ltd.
synthetische Wachse
Stearon, Decandiol, Monostearin, Dodecandiol.
Auch andere Additive wie etwa Antioxidantien können zugegeben werden.
Spezifische Beispiele der aus den obigen Bestandteilen erhaltenen Verbundtinte sind im folgenden angegeben: BEISPIEL 1 Zusammensetzung Gewicht Färbematerial: Träger: Additive: Vali Fast Black 3804 Cetylamin Stearinsaure Carnauba-Wachs Nr. 1 Paraffinwachs HNP 3 Antioxidans, Dimyristylthiodipropionat
Das Vali Fast Black 3804 wurde mit der Mischung aus Cetylamin und Stearinsäure vermischt und dann unter Erhitzen bei 100ºC gerührt, dann wurde das Carnauba-Wachs Nr. 1 eingemischt und unter Erhitzen bei 100ºC gerührt. Es wurden das Paraffinwachs HNP 3 und das Antioxidans zugegeben und unter Erhitzen bei 100ºC gerührt, dann unter Kompression mittels eines aus Teflon (eingetragenes Warenzeichen) angefertigten Membranfilters filtriert, dessen Porengröße 5 µm war. Es wurde auf diese Weise eine Verbundtinte erhalten, deren Viskosität 5,5 mPa s bei 120ºC war.
Ein bekanntes Tintenstrahlgerät des Tinte-auf-Anforderung-Typs zur Verwendung mit erhitzter und geschmolzener Tinte wurde mit der obigen Verbundtinte gefüllt. Durch Ausführung von Punktbilddruck und Buchstabendruck auf Papieren mit allgemein hoher Qualität, Bond-Papieren und PPC-Papieren wurde gefunden, daß mit einer solchen Verbundtinte eine gute Druckqualität erhalten wurde. Ferner wurde eine Bewertung der Ergebnisse der im folgenen beschriebenen Erwärmungstests I und II bezüglich einer Verringerung der Tintenkonzentration durchgeführt.

Test I:

Die Tinte wurde in ein Pyrex (eingetragenes Warenzeichen) Glasgefäß gegossen und für 1000 Stunden bei 180ºC gehalten, dann wurde ein Drucken auf PPC-Papieren ausgeführt. Die Verringerung der Tintenkonzentration wurde wie folgt klassifiziert:
Verringerung des OD-Werts weniger als 10 % ideal ( )
Verringerung des OD-Werts 10 - 20 % befriedigend ( )
Verringerung des OD-Werts 20 % oder mehr unbefriedigend (X)
Die Verringerung des OD-Werts in diesem Fall war weniger als 10 %, da der OD-Wert vor dem Test 1,35 betrug und der OD-Wert nach dem Test 1,25 betrug, so daß das Ergebnis ideal war.

Test II:

Die Tinte wurde in das Pyrex-Glasgefäß gegossen und es wurden 20 Zyklen durchgeführt, von denen jeder das Halten des Gefäßes bei einer Temperatur von 200ºC für 24 Stunden und dann bei Raumtemperatur für 24 Stunden umfaßte, dann wurden PPC-Papiere mit der obigen Tinte bedruckt. Die Verringerung der Tintenkonzentration wurde wie folgt klassifiziert:
Verringerung des OD-Werts weniger als 10 % ideal ( )
Verringerung des OD-Werts 10 - 20 % befriedigend ( )
Verringerung des OD-Werts 20 % oder mehr unbefriedigend (X)
Die Verringerung des OD-Werts war weniger als 10 %, da der OD- Wert vor dem Test 1,35 betrug und der OD-Wert nach dem Test 1,22 betrug, so daß das Ergebnis erneut ideal war.

BEISPIELE 2 BIS 9

Dann wurden weitere Beispiele der Verbundtinte, deren Bestandteile als Beispiele 2 bis 9 in Tabelle 1 gezeigt sind, durch Verwendung der gleichen Methode wie in Beispiel 1 erhalten. Bei diesen Beispielen wurden verschiedene Kombinationen der obigen Bestandteile verwendet. In jedem Fall wurde der Gehalt der Form von höherem Alkylamin derart gewählt, daß er innerhalb des Bereichs von 0,1 % bis 10 % auf Gewichtsbasis fiel, der Gehalt der Fettsäure wurde so gewählt, daß er innerhalb des Bereichs von 0,1 % bis 30 % auf Gewichtsbasis fiel, der Gehalt des Carnauba-Wachses wurde so gewählt, daß er innerhalb des Bereichs von 1 % bis 30 % auf Gewichtsbasis fiel, und der Gehalt des Lösungsmittelfarbstoffs des Metallkomplextyps wurde so gewählt, daß er innerhalb des Bereichs von 0,1 % bis 10 % auf Gewichtsbasis fiel.
Die Erwärinungstests I und II wurden auch bezüglich der Beispiele 2 bis 9 durch die gleiche Methode wie in Beispiel 1 aufgeführt und die Ergebnisse wurden auf die gleiche Weise bestimmt und sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 1 Träger, Additive, Färbematerialien, physikalische Eigenschaften, Anderes Beispiele Vergleichsbeispiele Arten von höheren Alkylaminen Stearylamin Distearylamin Tristearylamin Dicetylamin N-Ethyl-cetylamin Myristylamin Dimyristylamin Fettsäure Laurinsäure Palmitinsäure Stearinsäure Behensäure Brassidinsäure Carnauba-Wachs Nr. 1 Gew.% Lösungsmittelfarbstoffe des Metallkomplextyps Aizen Spilon Black BH Aizen Spilon Black spezial Valie Fast Black 3804 Paraffinwachse mikrokristalline Wachse Antioxidans Dimyristylthiodipropionat Andere Stearon Decanediol Monostearin Dodecandiol übliche Lösungsmittelfarbstoffe C.I. Solvent Black Viskosität (mPa s/120ºC) Tabelle 2 Hitzeausbleichtest (Beispiele) (Vergleichsbeispiei)

Vergleichsbeispiele

Es wurden weitere Verbundtinten unter Verwendung verschiedener Kombinationen der obigen Bestandteile, aber mindestens ohne höheres Alkylamin, durch die gleiche Methode wie in Beispiel 1 hergestellt und sind in Tabelle 1 als Vergleichsbeispiele 1 bis 3 gezeigt.
Die Bewertung dieser Vergleichsbeispiele unter Verwendung der Erwärmungstests I und II wurde durch die gleiche Methode wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt und werden auch im folgenden diskutiert:

Vergleichsbeispiel 1

Der Lösungsmittelfarbstoff des Metallkomplextyps zeigte schlechte Löslichkeit und die Drucktintenkonzentration nach Herstellung und Filtration war 0,3 als OD-Wert ausgedrückt.

Vergleichsbeispiel 2

Die Druckkonzentration war in beiden Tests um 40 % verringert, so daß der Verbundstoff ungeeignet war.

Vergleichsbeispiel 3

Der Lösungsfarbstoff zeigte eine schlechte Hitzebeständigkeit und die Farbe der Verbundtinte wurde in beiden Erwärmungstests braun.
Wie oben ersichtlich, kann in einer Verbundtinte, die einen Träger und ein Färbematerial enthält und aus einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät unter Temperaturbedingungen, die höher als Normaltemperatur sind, ausgestoßen werden soll, ein Lösungsmittelfarbstoff des Metallkomplextyps mit der besten Wärmebeständigkeitseigenschaft als Färbematerials in Kombination mit einer Art von höherem Alkylamin, einer höheren Fettsäure und Carnauba-Wachs als Träger verwendet werden. Die vorliegende Erfindung bietet den Vorteil, daß ein Ausbleichen der Verbundtinte bei hoher Temperatur im Vergleich zum Stand der Technik erheblich verringert werden kann.

Claims

1. Verbundtinte, umfassend einen Träger und ein Färbematerial, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger mindestens eine Art von höherem Alkylamin, ausgewählt aus Stearylamin, Distearylamin, Tristearylamin, Cetylamin, Dicetylamin, Tricetylamin, N- Ethylcetylamin, Myristylamin und Dimyristylamin, eine höhere Fettsäure, ausgewählt aus Laurinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Behensäure und Brassidinsäure, und Carnauba-Wachs enthält und daß das Färbematerial mindestens einen Lösungsmittelfarbstoff des Metallkomplextyps enthält.

2. Verbundtinte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine Festsubstanz oder eine halbfeste Substanz mit einem Schmelzpunkt oder Fließpunkt höher als Raumtemperatur ist.

3. Verbundtinte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Gehalt der Art von höherem Alkylamin von 0,1 % bis 10 % auf Gewichtsbasis ist.

4. Verbundtinte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Fettsäure von 0,1 % bis 30 % auf Gewichtsbasis ist.

5. Verbundtinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt des Carnauba-Wachses von 1 % bis 30 % auf Gewichtsbasis ist.

6. Verbundtinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt des Lösungsmittelfarbstoffs des Metallkomplextyps von 0,1 % bis 10 % auf Gewichtsbasis ist.

7. Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät des Typs, der eine Verbundtinte bei einer Temperatur ausstößt, die höher als Raumtemperatur ist, in Kombination mit einer Verbundtinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche.