DE69527336T2

DE69527336T2 - Wässrige Dispersion-Druckfarbe zum Bläschenstrahldrucken, Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren und Vorrichtung unter Verwendung derselben

Info

Publication number: DE69527336T2
Application number: DE69527336T
Authority: DE
Inventors: Masahiro Haruta; Shoji Koike; Hiromichi Noguchi; Koromo Shirota; Mariko Suzuki; Tomoya Yamamoto; Aya Yoshihira
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-11-17
Filing date: 1995-11-16
Publication date: 2003-03-13
Anticipated expiration: 2015-11-17
Also published as: JPH08209048A; DE69527336D1; JP3542425B2; EP0712912B1; EP0712912A2; US5658376A; EP0712912A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine wasserbasierte Dispersionstinte für ein Bubblejet-Aufzeichnungssystem unter Einsatz fein verteilter bzw. disperser Farbstoffe oder Pigmente sowie auf ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren und eine Vorrichtung zum Einsatz der Tinte. Spezieller bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine wasserbasierte Dispersionstinte, welche bei einem feinteiligen Zustand disperser Farbstoffe oder Pigmente mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich zwischen 0,08 um und 1 um eine ausgezeichnete Dispersionsstabilität und hervorragende Austrageigenschaften speziell in einer auf Basis des Bubblejet- Drucks arbeitenden Aufzeichnungsvorrichtung hat. Sie bezieht sich auch auf ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren sowie eine Vorrichtung unter Einsatz dieser Tinte.

Stand der Technik

In jüngster Zeit sind Pigmentdispersionen auf Wasserbasis als Tinten für Schreibgeräte und Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtungen benutzt worden. Jedoch ist es in einem System, welches eine Aufzeichnung auf der Grundlage des Prinzips ausführt, daß eine große Wärmemenge zu einem bestimmten Zeitpunkt direkt in eine Tinte eingebracht wird, um die Tinte selbst zum Sieden zu bringen und Tröpfchen zu bilden und auch Austragenergie bereitzustellen - wie beim Bubblejet- Drucksystem - sehr schwierig, einen Druck durch Nutzung herkömmlicher Dispersionen im ursprünglichen Zustand als Tinten zu realisieren. Der Grund liegt darin, daß, da die Tinte selbst zu einer Blasenbildung auf einem Heizelement (Heizer) eines Aufzeichnungskopfes gebracht wird, die Dispersion thermisch zerstört wird und eine Aggregation und Ausbildung von Niederschlägen auf dem Heizer stattfindet, welche die Blasenbildung der Tinte in nachfolgenden Schritten merklich behindern.
Es werden daher Mittel zur Unterdrückung der Aggregation der Dispersion oder Materialien bzw. Vorrichtungen benötigt, die eine Fortführung des Tintenaustrages auch dann sichern, wenn eine Aggregation der Dispersionen stattfindet. Es hat sich speziell für disperse Farbstoffe oder organische Pigmente als schwierig herausgestellt, feine Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 0,2 um oder weniger mit normalen Techniken herzustellen, und es hat daher unter dem Blickwinkel der industriellen Realisierbarkeit Limitierungen bezüglich der Teilchengröße gegeben. Es ist daher der Bedarf nach der Entwicklung einer Dispersionstechnik entstanden, die effizient feine Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich zwischen 0,08 um und 1 um dispergieren und eine Dispersion mit hoher Stabilität und guter Lagerfähigkeit liefern kann. Weiterhin soll diese eine hohe Austragstabilität in einer Bubblejet-Aufzeichnungsvorrichtung haben, das heißt zum Ansprechen auf einer Ansteuerfrequenz im Bereich zwischen 3 kHz bis 8 kHz geeignet sein.
Als maßgeblicher Stand der Technik für die Erfindung sind die Beschreibungen von Dispersionen wasserbasierter Pigmente für eine Tintenstrahl-Aufzeichnungstinte in JP-A-62-116678, JP-A-2-255875, JP-A-1-301760, JP-A-4-334870 und JP-A-4- 18467 anzusehen. Bei diesen veröffentlichten Erfindungen findet sich jedoch keine Beschreibung hinsichtlich des Problems der feinteiligen Dispersion organischer Pigmente und der Austrageigenschaften der organischen Pigmente in einem Bubblejet-System oder der Mittel zur Lösung dieser Probleme. Desweiteren sind im Hinblick auf die feinteilige Dispersion disperser Farbstoffe zum Einsatz im Bubblejet-System dieser Verfahren zur Erfindung der oben genannten Anforderungen, das heißt zur Erreichung einer Langzeit-Dispersionsstabilität und von Langzeit- Austrageigenschaften, die für das Bubblejet-System erforderlich sind, noch Anwendungen der Verfahren bekannt geworden.
Bezüglich einer wasserbasierten Dispersion disperser Farbstoffe kann auf die JP-A- 55-54353 als maßgeblichen Stand der Technik hingewiesen werden. Die dort beschriebene Erfindung ist dadurch ausgezeichnet, daß phosphatiertes Alkylphenoletoxylat in einem Anteil zwischen 1 und 100 Gew.-%, bezogen auf das Farbstoffgewicht, enthalten ist. Gemäß der Veröffentlichung kann das Kristallwachstum eines Farbstoffmoleküls in einem dispergierenden Medium unterdrückt werden. Im veröffentlichten Verfahren ist es jedoch unmöglich, eine Dispersion feiner Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich zwischen 0,08 um und 1 um zur Nutzung als Tinte für ein Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem zu erhalten. Insbesondere ist unmöglich, befriedigende Austrageigenschaften im Bubblejet-System zu gewährleisten.
Die JP-A-62216678 beschreibt eine wasserbasierte Tinte, welche ein Pigment als Färbematerial, ein wasserlösliches Harz und ein nicht-ionisches und kationisches oberflächenaktives Mittel aufweist, wobei das nicht-ionische/anionische oberflächenaktive Mittel ein solches vom Carboxylsäure-, Schwefelsäureester-, Sulfonsäure- oder Phosphorsäureester-Typ sein kann, welches eine Polyoxyethylen-Kette hat.
Die JP-A-01301760 beschreibt eine Tinte, die aus einer wasserbasierten Pigmentdispersion besteht, wobei ein Pigment, auf dessen Oberfläche eine höhere aliphatische Säure und/oder dessen Salz absorbiert oder aufgebunden ist, um die Oberflächen lipophylisch zu machen, mittels eines nicht-ionischen und/oder eines anionischen oberflächenaktiven Mittels mit einem HLB-Wert von 8 oder mehr in Wasser dispergiert ist.
Die DE-A-36 14 462 beschreibt eine wasserbasierte Tinte für den Tintenstrahldruck, die einen dispersen Farbstoff und ein oberflächenaktives Mittel aufweist. Das letztere kann ein anionisches, bevorzugt aber ein nicht-ionisches Mittel sein, beispielsweise ein EO. PO-Block-Copolymeres oder ein solches vom (EO)x- Alkylphenyl-Typ.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des oben beschriebenen Standes der Technik gemacht, und ihre Aufgabe besteht darin, eine wasserbasierte Dispersionstinte unter Verwendung disperser Farbstoffe oder Pigmente bereitzustellen, welche eine ausgezeichnete Dispersionsstabilität im feinteiligen Zustand und auch überlegene Austrageigenschaften speziell in einer Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung eines Bubblejet-Systems hat.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Tintenstrahl- Aufzeichnungsverfahren sowie entsprechende Ausrüstungen und eine Vorrichtung bereitzustellen, welche die oben erwähnte wasserbasierte Dispersionstinte für ein Bubblejet-System ausnutzen. Weiter soll ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Tinte bereitgestellt werden.
Die obigen Aufgaben werden durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Längsschnittdarstellung eines Kopfabschnitts einer Tintenstrahl- Aufzeichnungsvorrichtung.
Fig. 2 ist eine Querschnittsdarstellung des Kopfabschnitts der Tintenstrahl- Aufzeichnungsvorrichtung.
Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung eines Kopfes, welcher mehrere Kopfabschnitte gemäß Fig. 1 umfaßt.
Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung eines Beispiels einer Tintenstrahl- Aufzeichnungsvorrichtung.
Fig. 5 ist eine Längsschnittdarstellung einer Tintenpatrone.
Fig. 6 ist eine perspektivische Darstellung einer Aufzeichnungseinheit.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Eine wasserbasierte Dispersionstinte für ein Bubblejet-System (nachfolgend bezeichnet als "wasserbasierte Dispersionstinte") gemäß der Erfindung, welche aufweist: Wasser, ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel, einen dispersen Farbstoff, ein oberflächenaktives Mittel im Falle eines dispersen Farbstoffes und ein alkali- und wasserlösliches Polymeres mit einem Carboxylsäurewert, wobei das oberflächenaktive Mittel ein Polyoxyethylenalkylether oder ein Polyoxyethylen- Alkylphenylether ist, der am Ethylenoxid-Ende eine anionische Gruppe aufweist, die aus der Gruppe bestehend aus Phosphorsäure und Carboxylsäure ausgewählt ist, und des weiteren einen HLB (hydrophiles, lipophiles Gleichgewicht) von 10 oder mehr hat.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es, da die anionische Gruppe des oberflächenaktiven Mittels durch Alkoholamine neutralisiert ist, möglich, mit höherer Sicherheit die Klumpenbildung bzw. das Verstopfen ("clogging") in einer Tintenstrahl- Aufzeichnungsvorrichtung zu verhindern und die Austrageigenschaften des Bubblejet-Systems weiter zu verbessern.
Die wasserbasierte Dispersionstinte enthält im Falle eines dispersen Farbstoffes ein alkalilösliches Additionspolymeres mit einem Carboxylsäurewert, welches als Dispergierungsmittel verwendet oder einer mit einem oberflächenaktiven Mittel dispergierten Dispersion hinzugefügt wird. In jedem Falle trägt der Einsatz eines solchen wasserlöslichen Polymeren zu einer weiteren Verbesserung der Aufbewahrungs-Stabilität der Tinte bei.
Es ist hier zu bemerken, daß bevorzugt entweder das alkalilösliche Additionspolymere, welches einen Carboxylsäurewert hat, oder das oberflächenaktive Mittel als Dispersionsmittel eingesetzt wird - gegenüber dem Fall, diese beide in kombinierter Weise als Dispergierungsmittel einzusetzen.
Das alkalilösliche Additionspolymere, welches einen Carboxylsäurewert hat, und das oberflächenaktive Mittel haben die nachstehend erwähnten Funktionen:
(1) Wenn Pigmente oder Farbstoffe durch Einsatz eines alkalilöslichen Additionspolymeren mit einem Carboxylsäurewert als Dispergierungsmittel dispergiert werden und ein oberflächenaktives Mittel danach hinzugefügt wird, trägt das oberflächenaktive Mittel zu einer Verbesserung der Austrageffizienz der Dispersion, welche unter Einsatz des alkalilöslichen Additionspolymeren hergestellt wird, im Bubblejet-System bei.
(2) Eine durch Dispergierung von Pigmenten oder Farbstoffen mit dem oben erwähnten oberflächenaktiven Mittel als Dispergierungsmittel hergestellte Dispersion wirft keine signifikanten Probleme hinsichtlich der Austrageffizienz im Bubblejet- System auf, aber ihre Aufbewahrungs-Stabilität über längere Zeit kann in einigen Fällen ungenügend sein. Eine Verbesserung der Aufbewahrungs-Stabilität kann durch Zugabe des alkalilöslichen Additionspolymeren erreicht werden.
Folglich haben die erwähnten beiden Materialien die Rolle, Defizite in ihren jeweiligen Wirkungen zu kompensieren, wenn sie in geeigneter Weise beide zusammen eingesetzt werden.

Oberflächenaktives Mittel

Das bei der vorliegenden Erfindung eingesetzte oberflächenaktive Mittel ist ein Polyoxyethylen-Alkylether oder ein Polyoxyethylen-Alkylphenylether mit einer anionischen Gruppe, die aus der aus Phosphorsäure und Carboxylsäure bestehenden Gruppe ausgewählt ist, am Ethylenoxid-Ende und hat ein HLB von 10 oder mehr. Diese Verbindungen sind bekannt als zu einer Gruppe von oberflächenaktiven Mitteln gehörend, die sowohl nicht-ionische als auch anionische Natur haben. Verbindungen, die sich zum Einsatz bei der vorliegenden Erfindung eignen, müssen ein HLB, das heißt einen das Gleichgewicht zwischen Hydrophilität und Lipophilität repräsentierenden Index, von 10 oder mehr haben. Wenn der HLB kleiner als 10 ist, können nicht gleichzeitig die Dispergierbarkeit feiner Teilchen im wasserbasierten Medium, die erforderlichen Anfangs-Austrageigenschaften und die Nachhaltigkeit der Austrageigenschaften für lange Zeiträume erhalten werden. Jeder HLB, der nicht unterhalb von 10 liegt, ist wirksam - bevorzugt ist aber ein Wert im Bereich zwischen 10 und 16.
Verbindungen, welche als oberflächenaktive Mittel bei der vorliegenden Erfindung einsetzbar sind, schließen diejenigen ein, welche durch die allgemeinen Formeln (I), (II) und (III) repräsentiert sind:
R&sub1;-R&sub2;-X (I)
Worin R&sub1; CH&sub3;-(CH&sub2;)n- oder
wobei n eine ganze Zahl zwischen 6 und 24 ist, R&sub2; -O-(CH&sub2;CH&sub2;O)m- ist, wobei m eine ganze Zahl zwischen 8 und 48 ist und X
worin X
ist, und
worin Z
ist.
Die Anzahl der Kohlenstoffatome des langen Alkylkettenrestes in R&sub1; als hydrophobe Atomgruppe ist bevorzugt gleich oder größer als 7, und diese kann eine aromatische Gruppe enthalten. Wegen des Vorhandenseins einer anionischen Gruppe ist das durch eine der oben definierten Verbindungen gegebene oberflächenaktive Mittel ein Material, welches eine relativ hohe Oberflächenspannung (45 mN/m oder mehr bei 0,1% bis 0,5%) in seiner wäßrigen Lösung hat und auch eine hohe Löslichkeit in Wasser zeigt.
Die Gründe dafür, daß die durch die oben angegebenen allgemeinen Formeln definierten Materialien eine hohe Dispergierungsfähigkeit und vorteilhafte Austrageigenschaften ergeben können, sind nicht klar, es deulet aber einiges darauf hin, daß die vorgenannten Merkmale zu einer guten Emulsifizierung und einer hohen Dispergierbarkeit disperser Farbstoffe oder Pigmente zum Einsatz bei der Tintenstrahl-Aufzeichnung führen. Es wird auch angenommen, daß die genannten Merkmale eine merkliche Wirkung zur leichten Eliminierung nachteiliger Ergebnisse des thermischen Zerfalls der Dispersion auf einem Heizer, das heißt der Aggregation und Abscheidung feiner Teilchen auf einer Heizeroberfläche, zeigen. Sie sind daher nicht nur bei der Erhöhung des Effizienzfaktors von Wärme zur Erzeugung von Blasen, sondern auch zur Minimierung des Zerfalls der Dispersion und der Aggregation von feinen Teilchen wirksam. Außerdem sind die chemischen Ursachen dafür, daß die erwähnten Materialien einen weit ausgeprägterer Effekt als andere oberflächenaktive Mittel haben, nicht klar.
Strukturformeln von Beispielen für oberflächenaktive Mittel, welche bei der vorliegenden Erfindung einsetzbar sind, sind nachfolgend aufgelistet.
--Oberflächenaktive Mittel vom Phosphorsäuretyp--
(1) CH&sub3;-(CH&sub2;)&sub7;-O-(CH&sub2;CH&sub2;O)&sub1;&sub2;-PO&sub3;H
--Oberflächenaktive Mittel vom Carboxylsäuretyp--
(7) CH&sub3;(CH&sub2;)&sub8;O(CH&sub2;CH&sub2;O)&sub3;CH&sub2;COOH HLB = 10.2,
(8) CH&sub3;(CH&sub2;)&sub8;O(CH&sub2;CH&sub2;O)&sub6;CH&sub2;COOH HLB = 13.5,
(9) CH&sub3;(CH&sub2;)&sub8;O(CH&sub2;CH&sub2;O)&sub9;CH&sub2;COOH HLB = 15.1,
(10) CH&sub3;(CH&sub2;)&sub1;&sub0;O(CH&sub2;CH&sub2;O)&sub9;CH&sub2;COOH HLB = 14.2,
(11) CH&sub3;(CH&sub2;)&sub1;&sub0;O(CH&sub2;CH&sub2;O)&sub1;&sub2;CH&sub2;COOH HLB = 15.3,
(12) CH&sub3;(CH&sub2;)&sub1;&sub2;O(CH&sub2;CH&sub2;O)&sub1;&sub0;CH&sub2;COOH HLB = 14.1,
Die aufgelisteten Strukturformeln repräsentieren einige Beispiele. Kommerziell verfügbare Verbindungen, die als oberflächenaktives Mittel einsetzbar sind, umfassen beispielsweise: die Polyoxyethylen-Alkylether-Phosphorsäure DLP-10 (HLB 17.0), TLP-4 (HLB 13.0), DOP-8N (HLB 13.0), DOP-8N (HLB 12,5), DDP-8 (HLB 11.5), DDP-10 (HLB 13,5), TDP-8 (HLB 11.5) und TDP-10 (HLB 14.0) (alles Handelsnamen, lieferbar von Nikko Chemicals Co., Ltd.), Phosphanol RE-510 (HLB 10.5), Phosphanol RE-610 (HLB 12.6), Phosphanol RE-960 (HLB 11.2), Phosphanol RS- 610 (HLB 10.5), Phosphanol RS-710 (HLB 13.3), Phosphanol ML-220 (HLB 12.5), Phosphanol LO-529 (HLB 13.6) und Phosphanol RD-720 (HLB 14.4) (alles Handelsnamen, lieferbar von Toho Kagaku K. K.) sowie Ammoniumsalze und Alkanolaminsalze dieser.
Wenn die oben beispielhaft genannten oberflächenaktiven Mittel zur Dispergierung von Farbstoffen oder Pigmenten benutzt werden, wird ein Gewichtsverhältnis eines dispersen Farbstoffs zu einem oberflächenaktiven Mittel oder eines organischen Pigments zu einem oberflächenaktiven Mittel im Bereich zwischen etwa 100 : 10 bis 100 : 300 eingestellt. Das optimale Gewichtsverhältnis wird in Abhängigkeit von den einzelnen Materialien experimentell derart bestimmt, daß die Viskosität und die mittlere Teilchengröße einer resultierenden Dispersion minimiert werden. Wenn das oberflächenaktive Mittel der mit einem alkalilöslichen Additionspolymeren dispergierten Dispersion zum Zwecke der Erhöhung der Qualität der Austrageigenschaften und der Aufbewahrungs-Stabilität zugefügt wird, wird der Anteil des oberflächenaktiven Mittels im Bereich zwischen 0,1 bis 3 Gew.-%, bevorzugt zwischen 0,3 und 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, gewählt. Der optimale Anteil des oberflächenaktiven Mittels in einzelnen praktischen Mischungen wird wie beim oben erwähnten Fall experimentell bestimmt.

Wasserlösliches Polymeres

Das wasserlösliche Polymere zum Einsatz bei der erfindungsgemäßen Dispersionstinte auf Wasserbasis ist ein wasserlösliches Polymeres in Form eines alkalilöslichen Additionspolymeren mit einem Carboxylsäurewert. Wenn die dispersen Farbstoffe oder die organischen Pigmente unter Einsatz des oberflächenaktiven Mittels als Dispergierungsmittel dispergiert werden, wird das wasserlösliche Polymere der Dispersion zur Verbesserung der Aufbewahrungs-Stabilität der Dispersion beigemischt. Insbesondere kann die Aufbewahrungs-Stabilität der auf Basis eines fein verteilten Farbstoffs erzeugten Dispersion, die mit dem oberflächenaktiven Mittel als Dispergierungsmittel dispergiert wurde, durch Zugabe des wasserlöslichen Polymeren drastisch erhöht werden.
Das wasserlösliche Polymere ist in diesem Fall ein solches, welches einen Carboxylsäurewert hat.
Als Alternative ist es auch wirkungsvoll, wenn eine Dispersion aus dispersen Farbstoffen oder organischen Pigmenten selbst durch Einsatz des wasserlöslichen Polymeren als Dispergierungsmittel gebildet und dann das oben erwähnte oberflächenaktive Mittel der vorbereiteten Dispersion beigemischt wird. Das wasserlösliche Polymere ist in diesem Falle bevorzugt ein alkalilösliches Harz, spezieller ein additionspolymerisiertes Harz.
Beispiele des alkalilöslichen und wasserlöslichen Polymeren sind ein Copolymeres eines hydrophoben Monomeren, wie etwa von Styren, Styrenderivaten, Vinylnaphthalen, Vinylnaphthalenderivaten, Alkylestern der Acrylsäure und Alkylestern der Methacrylsäure, mit einem lipophilen Monomeren, wie etwa α, β, ethylenisch ungesättigter Carboxylsäure und deren aliphatischen Alkoholestern, Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Itazonsäure, Fumarinsäure und deren Derivaten, und eines Salzes derselben usw.
Eine Salz bildende Base enthält beispielsweise Alkalimetallionen und Alkoholamine, wie etwa Monoethanolamin, Diethanolamin und Triethanolamin.
Das Copolymere kann eine Zufalls-, Block- oder Pfropf-Struktur haben, und sein Säurewert liegt im Bereich zwischen 100 und 450, bevorzugt zwischen 130 und 400. Das gewichtsbezogene mittlere Molekulargewicht des Copolymeren liegt bevorzugt im Bereich zwischen 1.000 und 30.000, spezieller zwischen 3.000 und 15.000. Der Anteil des wasserlöslichen Polymeren liegt im Bereich zwischen etwa 0,1 und 2,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, wenn das wasserlösliche Polymere der mit dem oberflächenaktiven Mittel dispergierten Dispersion beigemischt wird.
Wenn die Dispersion unter Einsatz des wasserlöslichen Polymeren als Dispergierungsmittel präpariert wird, liegt das Gewichtsverhältnis des Pigments zum wasserlöslichen Polymeren im Bereich zwischen 10 : 3 und 10 : 0,5. Das optimale Gewichtsverhältnis wird experimentell unter Beachtung der mittleren Teilchengröße, Viskosität, Stabilität und Dispergierungseffizienz ermittelt, welche durch eine Kombination des ausgewählten Pigments und des wasserlöslichen Polymeren erreichbar ist. Für die wasserbasierte Dispersionstinte gemäß der vorliegenden Erfindung zum Einsatz in einer Bubblejet-Aufzeichnungsvorrichtung liegt der Anteil der wasserbasierten Dispersionstinte, die nicht am Pigment adsorbiert, sondern im Dispergierungsmedium gelöst ist, bevorzugt bei nicht mehr als 2 Gew.-% der Tinte.

Disperser Farbstoff

Der Anteil des dispersen Farbstoffs in der wasserbasierten Dispersionstinte zum Einsatz bei der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt im Bereich zwischen 1 und 25 Gew.-%, spezieller zwischen 1,5 und 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, gehalten.
Beispiele einsetzbarer disperser Farbstoffe sind:
Disperse Yellow Dyes, wie etwa C. I. Disperse Yellow 5, C. I. Disperse Yellow 42, C. I. Disperse Yellow 54, C. I. Disperse Yellow 64, C. I. Disperse Yellow 79, C. I. Disperse Yellow 82, C. I. Disperse Yellow 83, C. I. Disperse Yellow 93, C. I. Disperse Yellow 99, C. I. Disperse Yellow 100, C. I. Disperse Yellow 119, C. I. Disperse Yellow 122, C. I. Disperse Yellow 124, C. I. Disperse Yellow 126, C. I. Disperse Yellow 160, C. I. Disperse Yellow 184 : 1, C. I. Disperse Yellow 186, C. I. Disperse Yellow 198, C. I. Disperse Yellow 199, C. I. Disperse Yellow 204, C. I. Disperse Yellow 211, C. I. Disperse Yellow 224 und C. I. Disperse Yellow 237;
Disperse Orange Dyes, wie etwa C. I. Disperse Orange 13, C. I. Disperse Orange 29, C. I. Disperse Orange 31 : 1, C. I. Disperse Orange 33, C. I. Disperse Orange 49, C. I. Disperse Orange 54, C. I. Disperse Orange 55, C. I. Disperse Orange 66, C. I. Disperse Orange 73, C. I. Disperse Orange 118, C. I. Disperse Orange 119 und C. I. Disperse Orange 163;
Disperse Red Dyes, wie etwa C. I. Disperse Red 54, C. I. Disperse Red 72, C. I. Disperse Red 73, C. I. Disperse Red 86, C. I. Disperse Red 88, C. I. Disperse Red 91, C. I. Disperse Red 92, C. I. Disperse Red 93, C. I. Disperse Red 111, C. I. Disperse Red 126, C. I. Disperse Red 127, C. I. Disperse Red 134, C. I. Disperse Red 135, C. I. Disperse Red 143, C. I. Disperse Red 145, C. I. Disperse Red 152, C. I. Disperse Red 153, C. I. Disperse Red 154, C. I. Disperse Red 159, C. I. Disperse Red 164, C. I. Disperse Red 167 : 1, C. I. Disperse Red 177, C. I. Disperse Red 181, C. I. Disperse Red 204, C. I. Disperse Red 206, C. I. Disperse Red 207, C. I. Disperse Red 221, C. I. Disperse Red 239, C. I. Disperse Red 240, C. I. Disperse Red 258, C. I. Disperse Red 277, C. I. Disperse Red 278, C. I. Disperse Red 283, C. I. Disperse Red 311, C. I. Disperse Red 323, C. I. Disperse Red 343, C. I. Disperse Red 348, C. I. Disperse Red 356 und C. I. Disperse Red 362;
Disperse Violet Dyes, wie etwa C. I. Disperse Violet 33; Disperse Blue Dyes, wie etwa C. I. Disperse Blue 56, C. I. Disperse Blue 60, C. I. Disperse Blue 73, C. I. Disperse Blue 87, C. I. Disperse Blue 113, C. I. Disperse Blue 128, C. I. Disperse Blue 143, C. I. Disperse Blue 148, C. I. Disperse Blue 154, C. I. Disperse Blue 158, C. I. Disperse Blue 165, C. I. Disperse Blue 165 : 1, C. I. Disperse Blue 165 : 2, C. I. Disperse Blue 176, C. I. Disperse Blue 183, C. I. Disperse Blue 185, C. I. Disperse Blue 197, C. I. Disperse Blue 198, C. I. Disperse Blue 201, C. I. Disperse Blue 214, C. I. Disperse Blue 224, C. I. Disperse Blue 225, C. I. Disperse Blue 257, C. I. Disperse Blue 266, C. I. Disperse Blue 267, C. I. Disperse Blue 287, C. I. Disperse Blue 354, C. I. Disperse Blue 358, C. I. Disperse Blue 365 und C. I. Disperse Blue 368; und
Disperse Green Dyes, wie etwa C. I. Disperse Green 6 : 1 und C. I. Disperse Green 9; usw.
Von den oben aufgelisteten Farbstoffen sind bevorzugt: C. I. Disperse Yellow 5, C. I. Disperse Yellow 42, C. I. Disperse Yellow 83, C. I. Disperse Yellow 93, C. I. Disperse Yellow 99, C. I. Disperse Yellow 198, C. I. Disperse Yellow 211 und C. I. Disperse Yellow 224;
C. I. Disperse Orange 29, C. I. Disperse Orange 49 und C. I. Disperse Orange 73;
C. I. Disperse Red 86, C. I. Disperse Red 88, C. I. Disperse Red 92, C. I. Disperse Red 126, C. I. Disperse Red 145, C. I. Disperse Red 152, C. I. Disperse Red 159, C. I. Disperse Red 177, C. I. Disperse Red 181, C. I. Disperse Red 206 und C. I. Disperse Red 283; und
C. I. Disperse Blue 60, C. I. Disperse Blue 87, C. I. Disperse Blue 128, Disperse Blue 154, C. I. Disperse Blue 165, C. I. Disperse Blue 201, C. I. Disperse Blue 214, C. I. Disperse Blue 224, C. I. Disperse Blue 257, C. I. Disperse Blue 287 und C. I. Disperse Blue 368; usw.
Es ist zu beachten, daß die oben genannten Verbindungen als bevorzugte Beispiele einsetzbarer Farbstoffe in einem nicht-beschränkenden Sinne genannt sind, und es können auch geeignete neue synthetisierte Verbindungen verwendet werden.

Pigment

Der Anteil des in der erfindungsgemäßen Dispersionstinte auf Wasserbasis enthaltenen Pigments wird bevorzugt im Bereich zwischen 1 und 20 Gew.-%, spezieller zwischen 2 und 12 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, gehalten.
Ein in einer schwarzen Tinte bevorzugt eingesetztes Carbonschwarz ist eines, welches mit dem Ofen-Verfahren oder dem Kanal-Verfahren hergestellt wurde und eine primäre Teilchengröße zwischen 15 und 40 nm, eine spezielle Oberfläche zwischen 50 und 300 m²/g gemäß dem BET-Verfahren, ein DBP-Ölaufnahmevermögen zwischen 40 und 150 ml/100 g, flüchtige Bestandteile zwischen 0,5 und 10% und einen pH-Wert zwischen 2 und 9 hat. Beispiele des Carbonschwarz- Pigments (C. I. Pigment Black 7) sind: Nr. 2300, Nr. 900, MCF-88, Nr. 33, Nr. 40, Nr. 45, Nr. 52, MA7, MA8, MA100 und Nr. 2200B (alles Handelsnamen, hergestellt von Mitsubishi Chemical Industries Co., Ltd.);
Raven 700, Raven 5750, Raven 5250, Raven 5000, Raven 3500 und Raven 1255 (alles Handelsnamen, hergestellt von Columbia Co.);
Regal 400R, Regal 330R, Regal 660R, Mogul L, Monarch 700, Monarch 800, Monarch 880, Monarch 900, Monarch 1000, Monarch 1100, Monarch 1300 und Monarch 1400 (alles Handelsnamen, hergestellt von Cabot Co.); sowie Color Black FW1, Color Black FW2, Color Black FW2 V, Color Black FW18, Color Black FW200, Color Black S150, Color Black S160, Color Black S170, Printex 35, Printex U, Printex V, Printex 140U, Printex 140 V, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A und Special Black 4 (alles Handelsnamen, hergestellt von Degussa AG); o. ä.
Beispiele für in einer gelben Tinte eingesetzte Pigmente sind C. I. Pigment Yellow 12, C. I. Pigment Yellow 13, C. I. Pigment Yellow 14, C. I. Pigment Yellow 16, C. I. Pigment Yellow 17, C. I. Pigment Yellow 73, C. I. Pigment Yellow 74, C. I. Pigment Yellow 75, C. I. Pigment Yellow 83, C. I. Pigment Yellow 108, C. I. Pigment Yellow 109, C. I. Pigment Yellow 110, C. I. Pigment Yellow 180 und C. I. Pigment Yellow 182.
Beispiele der in einer magentafarbigen Tinte eingesetzten Pigmente sind C. I. Pigment Red 5, C. I. Pigment Red 7, C. I. Pigment Red 12, C. I. Pigment Red 112, C. I. Pigment Red 122, C. I. Pigment Red 123, C. I. Pigment Red 168, C. I. Pigment Red 184 und C. I. Pigment Red 202.
Beispiele der in einer cyanfarbigen Tinte eingesetzten Pigmente sind C. I. Pigment Blue 1, C. I. Pigment Blue 2, C. I. Pigment Blue 3, C. I. Pigment Blue 15 : 3, C. I. Pigment Blue 16, C. I. Pigment Blue 22, C. I. Pigment Blue 60, C. I. Vat Blue 4 und C. I. Vat Blue 60.
Außerdem ist es, wenn die rote, grüne, blaue und Zwischenfarben benötigt werden, von Vorteil, die nachfolgenden Pigmente einzeln oder in Kombination zu verwenden: C. I. Pigment Red 209, C. I. Pigment Red 224, C. I. Pigment Red 177, C. I. Pigment Red 194, C. I. Pigment Orange 43, C. I. Vat Violet 3, C. I. Pigment Violet 19, C. I. Pigment Green 36, C. I. Pigment Green 7, C. I. Pigment Violet 23, C. I. Pigment Violet 37 und C. I. Pigment Blue 15 : 6.

Base

Das oberflächenaktive Mittel mit einer Phosphorsäure- oder Carboxylsäuregruppe und die alkalilösliche Polymerverbindung, die in der wasserbasierten Dispersionstinte gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, müssen bei Einsatz in einem wäßrigen System mit einer Base neutralisiert werden. Beispiele von für diesen Zweck eingesetzten Basen sind organische Basen, wie etwa Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, N-methylethanolamin, N-ethyldiethanolamin, 2-Amino-2- methylpropanol, 2-Ethyl-2-amino-1,3-propandiol, 2-(2-Amino-ethyl)ethanolamin, Tris(hydroxymethyl)aminomethan, Ammonium, Piperidin, Morpholin, Bis-β- hydroxyethylharnstoff o. ä. Die optimale der einsetzbaren Basen ist bevorzugt nicht-flüchtig, stabil und hat ein hohes Wasserhaltevermögen. Der Anteil dieser Base wird als der zur Neutralisierung einer Säure erforderliche Anteil berechnet. Fallabhängig kann die Base in einem das Säureäquivalent übersteigenden Anteil eingesetzt werden. Dies dient dazu, die Dispergierbarkeit zu verbessern, den pH- Wert der Tinte einzustellen, die Aufzeichnungseigenschaften zu steuern und das Feuchtigkeitshaltevermögen zu erhöhen.

Wasserlösliches organisches Lösungsmittel

Das bei der vorliegenden Erfindung verwendete wasserlösliche organische Lösungsmittel ist ein beliebiges mit Wasser mischbares organisches Lösungsmittel. Diese Lösungsmittel können in drei Gruppen eingeteilt werden: (1) eine erste Gruppe von Lösungsmitteln, die ein hohes Feuchtigkeitshaltevermögen haben, schwer zu verdampfen sind und eine hohe Lypophilität haben, (2) eine zweite Gruppe von Lösungsmitteln, die endständige hydrophobe Gruppen haben, gutes Benetzungsvermögen gegenüber einer hydrophoben Oberfläche haben und dazu neigen, durch Verdunstung zu trocknen, und (3) eine dritte Gruppe von Lösungsmitteln (einwertige Alkohole), die ein angemessenes Maß an Benetzungsvermögen zeigen und eine niedrige Viskosität haben.
(1) Zur ersten Gruppe gehören beispielsweise die Lösungsmittel: Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Tripropylenglycol, Glycerin, 1,2,4-Butantriol, 1,2,6-Hexantriol, 1,2,5-Pentantriol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, Dimethylsulfoxid, Diacetonalkohol, Glycerinmonoallylether, Propylenglycol, Butylglycol, Polyethylenglycol 300, Thiodiglycol, N-methyl-2-pyrrolidon, 2-Pyrrolidon, γ- Butyrolaceton, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, Sulforan, Trimethylolpropan, Trimethylolethan, Neopentylglycol, Ethylenglycolmonomethylether, Ethylenglycolmonoethylether, Ethylenglycolmonoisopropylether, Ethylenglycolmonoallylether, Diethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonoethylether, Triethylenglycolmonomethylether, Triethylenglycolmonoethylether, Propylenglycolmonomethylether, Dipropylenglycolmonomethylether, β-Hydroxyethylharnstoff, Harnstoff, Acetonylaceton, Pentaerythritol, 1,4-Cyclohexandiol o. ä.
(2) Zur zweiten Gruppe gehören beispielsweise die Lösungsmittel: Hexylenglycol, Ethylenglycolmonopropylether, Ethylenglycolmonobutylether, Ethylenglycolmonoisobutylether, Ethylenglycolmonophenylether, Diethylenglycoldiethylether, Diethylenglycolmonobutylether, Diethylenglycolmonoisobutylether, Triethylenglycolmonobutylether, Triethylenglycoldimethylether, Triethylenglycoldiethylether, Tetraethylenglycoldimethylether, Tetraethylenglycoldiethylether, Propylenglycolmonoethylether, Dipropylenglycolmonomethylether, Dipropylenglycolmonopropylether, Dipropylenglycolmonobutylether, Tripropylenglycolmonomethylether, Glycerinmonoacetat, Glycerindiacetat, Glycerintriacetat, Ethylenglycolmonomethyletheracetat, Diethylenglycolmonomethyletheracetat, Cyclohexanol, 1,2- Cyclohexandiol, 1-Butanol, 3-Methyl-1,5-pentandiol, 3-Hexen-2, 5-diol, 2,3- Butandiol, 1,5-Pentandiol, 2,4-Pentandiol, 2,5-Hexandiol o. ä.
(3) Zur dritten Gruppe gehören beispielsweise die Lösungsmittel: Ethanol, n- Propanol, 2-Propanol, 1-Methoxy-2-propanol, Furfurylalkohol, Tetrahydrofurfurylalkohol o. ä.
Im Rahmen der Erfindung können eines oder mehrere der oben aufgelisteten wasserlöslichen organischen Lösungsmittel eingesetzt werden.
Der Gesamtanteil eines oder mehrerer wasserlöslicher organischer Lösungsmittel liegt im Bereich von etwa 5 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte.

Weitere Zuschlagstoffe

Die erfindungsgemäße Dispersionstinte auf Wasserbasis kann weitere Zuschlagstoffe (Additive) enthalten, etwa ein pH-Einstellmittel oder ein Antiseptikum. Ein typisches kommerziell verfügbares Antiseptikum, welches stabil und im alkalischen Bereich wirkungsvoll ist, ist Proxel (Handelsname, hergestellt von Zeneca, England).
Die grundlegenden physikalischen Eigenschaften der aus den oben erwähnten Materialien bestehenden Tinte sind wie folgt zusammenzufassen: Viskosität zwischen 2 und 6 mPa·s, Oberflächenspannung zwischen 35 und 55 mN/m, pH-Wert zwischen 7,0 und 10,0, mittlere Teilchengröße zwischen 80 und 200 nm, bevorzugt zwischen 80 und 150, noch spezieller zwischen 80 und 120 nm.
Der Wassergehalt der Tinte liegt üblicherweise im Bereich zwischen 10 und 3 Gew.-%, bevorzugt zwischen 25 und 87 Gew.-%.
Bei der vorliegenden Erfindung werden die Viskosität und die Oberflächenspannung bei 25ºC gemessen.
Jetzt wird das Verfahren zur Herstellung der wasserbasierten Dispersionstinte der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Dispersion feiner Teilchen

Eine Dispersion feiner Teilchen bzw. feinteilige Dispersion für die wasserbasierte Dispersionstinte kann unter Einsatz der erfindungsgemäßen Materialien mittels des nachfolgenden Verfahrens hergestellt werden.
Ein feuchter Kuchen eines Pigments oder dispersen Farbstoffs wird in einer Lösung eines anionischen wasserlöslichen Polymeren einem Vormischen und dann einer Mahlbehandlung in einer Dispergierungsvorrichtung mit hoher Schergeschwindigkeit und schließlich einer Zentrifugen-Trennung zur Entfernung grober Teilchen unterzogen. Wenn die gewünschte Teilchengröße durch Einsatz eines bekannten Typs von Dispergierungsvorrichtung nicht mit hinreichender Ausbeute erzielt werden kann, können in kombinierter Weise verschiedene Typen von Dispergierungsvorrichtungen eingesetzt werden. Es ist wirkungsvoll, beispielsweise ein Verfahren anzuwenden, bei dem eine mit hoher Geschwindigkeit von oberhalb 10.000 Umdrehungen pro Minute rotierbare Mischvorrichtung ohne Kügelchen eingesetzt wird, oder ein Verfahren des In-Kontakt-Bringens der Lösung eines wasserlöslichen Polymeren mit einem Pigment bei hoher Geschwindigkeit in Form eines Hochdruck- Düsenstrahls oder ein Verfahren, bei dem eine Mahlbehandlung mit Kügelchen und ein Ultraschall-Dispergieren o. ä. miteinander kombiniert werden.
Danach werden weitere zur Herstellung der gewünschten Tinte benötigte Stoffe der Dispersion beigemischt, und diese wird dann in einigen Fällen bei einer erhöhten Temperatur zwischen 35 und 50ºC einer Alterungsbehandlung unterzogen. Nachfolgend werden eine Zentrifugen-Trennung und ein Filtern unter Druck ausgeführt, um endgültig die gewünschte mittlere Teilchengröße zu erhalten. Für ein organisches Pigment oder einen dispersen Farbstoff, die nur schwer in eine geringe Teilchengröße zu bringen sind, ist es wirkungsvoll, ein Verfahren zur Herstellung einer geringen Teilchengröße durch Unterdrückung eines Kristallwachstums in Gegenwart eines wasserlöslichen Polymeren oder eines oberflächenaktiven Mittels während der Synthese eines Färbemittels anzuwenden. Weiter kann ein Verfahren angewandt werden, bei dem ein Startermaterial in Form eines nassen Kuchens mit geringer Teilchengröße und einem erhöhten Benetzungsgrad eingesetzt und eine Unterdrückung des Kristallwachstums im Kontakt mit einem wasserlöslichen Polymeren oder dem oberflächenaktiven Mittel in der Stufe der Niederschlagsbildung von Kristallen nach Beendigung der Synthese unternommen wird.
Die erfindungsgemäße Dispersionstinte auf Wasserbasis steht für Anwendungen in all den Gebieten zur Verfügung, in denen disperse Farbstoffe oder Pigmente im Bubblejet-System zur Ausführung einer Aufzeichnung eingesetzt werden. Speziell kann die wasserbasierte Dispersionstinte gemäß der Erfindung in Schreibgeräten, Farbdruckern, Farbplottern, beim Posterdruck, beim Hinweisschild-Druck, beim Lichtdruck, beim Gewebedruck, in Farbfiltern für Flüssigkristalldisplays usw. verwendet werden.
Nachfolgend wird ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren unter Einsatz der wasserbasierten Dispersionstinte gemäß der Erfindung beschrieben.
Ein bevorzugtes Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausführung einer Aufzeichnung unter Einsatz der erfindungsgemäßen Tinte sind so ausgeführt, daß einem Aufzeichnungssignal entsprechend thermische Energie in einer Kammer eines Aufzeichnungskopfes auf die Tinte einwirkt und mit der einwirkenden thermischen Energie ein Tintentröpfchen erzeugt wird.
Ein Beispiel für den Aufbau des Kopfes als Hauptteil der Aufzeichnungsvorrichtung ist in Fig. 1, 2 und 3 dargestellt.
Ein Kopf 13 ist durch Verbinden einer Glas-, Keramik- oder Kunststoffplatte mit Nuten 14, durch die die Tinte hindurchgeht, mit einem Wärmeerzeugungskopf 15 zum Gebrauch bei einer thermischen Aufzeichnung verbunden. Die Figur zeigt nur beispielhaft einen Dünnschicht-Kopf. Der wärmeerzeugende Kopf 15 weist eine beispielsweise aus Siliciumoxid gebildete Schutzschicht 16, Aluminiumelektroden 17-1 und 17-2, eine wärmeerzeugende Widerstandsmaterialschicht 18, die beispielsweise aus Nichrom besteht, eine Wärmesammelschicht 19 und eine Grundplatte 20 aus einem Material mit hohem Wärmeabstrahlvermögen, beispielsweise Aluminiumoxid, auf.
Eine Tinte 21 ist derart eingefüllt, daß sie eine Austragöffnung (feines Loch) 22 erreicht und unter Druck (der durch einen nicht dargestellten Mechanismus erzeugt wird) einen Meniskus 23 ausbildet.
Wenn ein elektrisches Signal an die Elektroden 17-1 und 17-2 angelegt wird, erzeugt ein mit n bezeichnetes Gebiet des Wärmeerzeugungskopfes 15 Wärme, so daß eine Luftblase in der das Gebiet n kontaktierenden Tinte 21 erzeugt wird. Der Meniskus 23 wird durch den erhaltenen Druck nach außen gestoßen, was einen Austrag von Tinte 21 und den Flug von Aufzeichnungströpfchen 24 aus der Öffnung 22 auf ein Aufzeichnungsmedium 25 bewirkt.
Fig. 3 zeigt das Äußere eines Mehrfach-Kopfes, der eine Anzahl von Köpfen gemäß Fig. 1 in seitlich aneinandergereihter Anordnung hat. Der Mehrfach-Kopf ist durch Verbinden einer Glasplatte 27, die mehrere Kanäle 26 enthält, und eines Wärmeerzeugungskopfes 28 aufgebaut, der ähnlich dem in Fig. 1 dargestellten Kopf ist.
Im übrigen ist Fig. 1 eine Schnittdarstellung des Kopfes 13 längs eines Tintenflußweges, Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung längs der Linie 2-2 in Fig. 2.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel einer Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung, in die der oben beschriebene Kopf eingebaut ist. Gemäß Fig. 4 ist mit 61 eine Klinge als Abwischelement in Form eines Auslegers bezeichnet, dessen eines Ende in einem Klingenhalteelement als festes Ende gehalten ist. Die Klinge 61 ist in einer Position benachbart zu einem Aufzeichnungsgebiet angeordnet, das durch den Aufzeichnungskopf abgedeckt wird.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Klinge 61 auf solche Weise gehalten, daß sie in die Bewegungsbahn des Aufzeichnungskopfes vorsteht. Bezugsziffer 62 ist eine Kappe, welche in ihrer Ruhestellung benachbart der Klinge 61 angeordnet und in eine Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungskopfes derart bewegbar ist, daß sie mit der Tintenaustragfläche in Kontakt kommt, um diese abzudecken. Ziffer 63 ist ein Tintenaufnehmer, der benachbart zur Klinge 61 angeordnet und auf solche Weise gehalten ist, daß er - ähnlich wie die Klinge 61 - in die Bewegungsbahn des Aufzeichnungskopfes vorsteht. Die Klinge 61, die Kappe 62 und der Aufnehmer 63 bilden zusammen eine Austragreinigungseinheit 64, bei der die Klinge 61 und der Aufnehmer 63 dazu dienen, Feuchtigkeit, Staub, Schmutz etc. von der Tintenaustragfläche zu entfernen.
Ziffer 65 ist ein Aufzeichnungskopf, welcher eine Austragenergie-Erzeugungseinrichtung enthält und die Tinte auf das Aufzeichnungsmedium austrägt, welches gegenüber der Tintenaustragfläche, die darin angeordnete Austragöffnung aufweist, zur Aufzeichnung eines Bildes austrägt. Ziffer 66 bezeichnet einen Wagen, auf dem der Aufzeichnungskopf 65 zu einer gemeinsamen Hin- und Her-Bewegung montiert ist. Der Wagen 66 steht im Gleiteingriff mit einer Führungswelle 67 und ist (was nicht dargestellt ist) weiterhin mit einem durch einen Motor 68 angetriebenen Riemen 69 verbunden. Mit dieser Anordnung ist der Wagen 66 längs der Führungswelle 67 derart bewegbar, daß der Aufzeichnungskopf 65 sich über die Aufzeichnungsfläche und ein dieser benachbartes Gebiet hinweg bewegen kann.
Ziffer 51 bezeichnet einen Papierzufuhrabschnitt, durch den das Aufzeichnungsmedium eingeführt wird, und Ziffer 52 bezeichnet eine Papiervorschubwalze, die durch einen (nicht dargestellten) Motor angetrieben wird. Mit dieser Anordnung wird das Aufzeichnungsmedium in eine Position gegenüber der Tintenaustragfläche des Aufzeichnungskopfes zugeführt und dann - mit dem Fortschreiten der Aufzeichnung - in einen Papieraustragabschnitt übergeleitet, in dem Papieraustragrollen 53 vorgesehen sind.
Mit der obigen Anordnung wird, wenn der Aufzeichnungskopf 65 beim Ende der Aufzeichnung oder aus einem anderen Grunde in die Ruhestellung zurückkehrt, die Kappe 62 der Kopfreinigungseinheit 64 aus der Bewegungsbahn des Aufzeichnungskopfes 65 zurückgezogen, aber die Klinge 61 steht weiter in die Bewegungsbahn vor. Im Ergebnis dessen wird die Tintenaustragfläche des Aufzeichnungskopfes 65 durch die Klinge 61 abgewischt. Wenn die Kappe 62 in Kontakt mit der Tintenaustragfläche des Aufzeichnungskopfes 65 kommt, um diesen abzudecken, wird sie so bewegt, daß sie in die Bewegungsbahn des Aufzeichnungskopfes hineinragt.
Wenn der Aufzeichnungskopf 65 aus der Ruhestellung in die Startposition für die Aufzeichnung bewegt wird, befinden sich die Kappe 62 und die Klinge 61 in den selben Positionen wie im oben erwähnten Abwischzustand. Während dieser Bewegung wird daher die Tintenaustragfläche des Aufzeichnungskopfes 65 nochmals abgewischt.
Die Bewegung des Aufzeichnungskopfes in die Ruhestellung benachbart zum Aufzeichnungsgebiet wird nicht nur beim Ende der Aufzeichnung oder zur Reinigung der Austragfläche, sondern auch in vorbestimmten Zeitintervallen während der Zeit ausgeführt, in der der Aufzeichnungskopf zur Aufzeichnung eines Bildes in Hin- und Her-Bewegung über das Aufzeichnungsgebiet bewegt wird. Für jede dieser Bewegungen wird ein Abwischen der Tintenaustragfläche des Aufzeichnungskopfes ausgeführt.
Fig. 5 zeigt ein Beispiel einer Tintenkartusche bzw. -patrone 45, die die dem Kopf über ein Tintenzuführelement, beispielsweise ein Röhrchen, zuzuführende Tinte enthält. In Fig. 5 bezeichnet Ziffer 40 einen Tintenaufbewahrungsabschnitt, beispielsweise eine Tintentasche, in dem die zu liefernde Tinte enthalten ist, mit einem am entfernten Ende vorgesehenen Gummistopfen 42. Durch Einstechen einer (nicht gezeigten) Nadel in den Stopfen 42 kann die Tinte in der Tintentasche 40 dem Kopf zugeführt werden. Ziffer 44 ist ein Tintenaufnehmer zum Aufnehmen verschütteter Tinte. Der Tintenaufbewahrungsabschnitt zum Einsatz bei der vorliegenden Erfindung hat bevorzugt eine aus Polyolefin, insbesondere Polyethylen, gebildete Tintenkontaktfläche.
Die Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist nicht auf den oben beschriebenen Aufbau, bei dem der Kopf und die Tintenpatrone voneinander getrennte Teile sind, beschränkt. Es kann auch eine Konstruktion geeignet sein, bei der diese Teile integral miteinander gebildet sind, wie in Fig. 6 dargestellt.
Bezugsziffer 70 in Fig. 6 bezeichnet eine Aufzeichnungseinheit, in der ein Tintenaufbewahrungsabschnitt zur Aufbewahrung der Tinte, beispielsweise ein Tintenaufnehmer, untergebracht ist. Die im Tintenaufnehmer aufbewahrte Tinte wird in Form von Tintentröpfchen durch einen Kopfabschnitt 71 mit einer Mehrzahl von Öffnungen ausgetragen. Im Zusammenhang mit der Erfindung ist das Material des Tintenabsorbers bevorzugt Polyurethan.
Ziffer 72 ist ein das Innere der Aufzeichnungseinheit mit Atmosphäre verbindender Verbindungskanal. Die Aufzeichnungseinheit 70 ist anstelle des in Fig. 4 dargestellten Aufzeichnungskopfes einzusetzen und kann am Wagen 66 abnehmbar angebracht sein.
Als nächstes wird die vorliegende Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben. Bei der nachfolgenden Beschreibung bezeichnet "Teil(e)" Gewichtsteil(e), "gewichtsbezogenes Molekulargewicht" bezeichnet einen mit einem Styrenpolymeren als Referenz und mit dem GPC-Verfahren gemessenen Wert, und "mittlere Teilchengröße" bezeichnet einen mit dem dynamischen Lichtstreuverfahren gemessenen Wert.

Beispiel 1

[Blaue Tinte mit dispersem Farbstoff]

Die nachfolgende blaue Dispersion DBL wurde unter Einsatz von Phosphanol RE- 610 (Handelsname, hergestellt von Toho Chemicals Co., Ltd., HLB 12,6) als Dispergierungsmittel hergestellt.

Dispersion DBL

Die Dispersion DBL wurde mit folgenden Komponenten hergestellt:
Wäßrige Lösung von Phosphanol RE-610 (20%-ige wäßrige Lösung, neutralisiert mit Monoethanolamin; pH-Wert = 9,0) 40 Teile
Feuchter Kuchen aus C. I. Disperse Blue 60 (bezogen auf Feststoffkomponente) 40 Teile
Diethylenglycol 10 Teile, und
Wasser 110 Teile
Die erwähnten Komponenten wurden in eine Salzmühle vom vertikalen Batch-Typ gebracht und für 30 Minuten einem Vormischen unterworfen. Dann wurden Zirkonkügelchen mit einem Durchmesser von 1 mm als Medium in die Mühle eingefüllt, und es wurde eine Dispergierungsbehandlung für 5 Stunden bei 4.000 min/&supmin;¹ unter Kühlung der Mühle mit Wasser ausgeführt. Die Lösung hatte nach dem Dispergieren eine Viskosität von 6 mPa·s und einen pH-Wert von 9,0. Diese disperse Lösung wurde einer Zentrifugen-Trennung bei 12.000 min/&supmin;¹ für 20 Minuten zur Entfernung grober Teilchen unterworfen. Im Ergebnis wurde eine Dispersion DBL mit einem Feststoffgehalt von etwa 20% und einer mittleren Teilchengröße von 160 nm erhalten.

Tinte BL-1 (nicht zur Erfindung gehörig)

Die Komponenten:
Dispersion 50 Teile,
Thiodiglycol 15 Teile,
Ethanol 5 Teile, und
Wasser 30 Teile
wurden gut miteinander vermischt und unter Druck unter Einsatz eines Membranfilters von 0,25 um gefiltert. Es wurde eine blaue Tinte BL-1 für die Tintenstrahlaufzeichnung mit einer Viskosität von 2,5 mPa·s, einer Oberflächenspannung von 43 mN/m und einem pH-Wert von 9,7 erhalten.

Tinte BL-2

Die Komponenten:
Dispersion DBL 50 Teile,
Thiodiglycol 15 Teile,
Isopropylalkohol 5 Teile,
Styren-acrylsäure-ethylacrylat-Copolymeres P-1 (20 Gew.-% -ige wässrige Lösung der festen Komponente mit einem Säurewert von 250 und einem gewichtsbezogenen mittleren Molekulargewicht von 13.000; Neutralisator: Monoethanolamin 5 Teile, und
Wasser 25 Teile
wurden gut miteinander gemischt und unter Druck mit einem Membranfilter von 0,25 um gefiltert. Eine blaue Tinte BL-2 für die Tintenstrahlaufzeichnung mit einer Viskosität von 2,8 mPa·s, einer Oberflächenspannung von 43 mN/m und einem pH-Wert von 9,7 wurde erhalten.

Beispiel 2

[Rote Tinte mit dispersem Farbstoff]

Die nachfolgende rote Dispersion DR wurde unter Einsatz von DLP-10 (Handelsname, hergestellt von Nikko Chemicals Co., Ltd., HLB 17,0) als Dispergierungsmittel hergestellt.

Dispersion DR

Die Dispersion DR wurde hergestellt mit den Komponenten:
Wäßrige Lösung DLP-10 (20%-ige wäßrige Lösung, neutralisiert mit Monoethanolamin; pH-Wert = 9,3) 40 Teile
Feuchter Kuchen aus C. I. Disperse Red 88 (bezogen auf Feststoffkomponente) 40 Teile
Diethylenglycol 10 Teile, und
Wasser 110 Teile.
Die obigen Komponenten wurden dem Dispergierungsverfahren in gleicher Weise wie beim Beispiel 1 unterworfen. Im Ergebnis wurde eine Dispersion DR mit einer Viskosität von 8,5 mPa·s, einem pH-Wert von 9,0 und einer mittleren Teilchengröße von 145 nm erhalten.

Tinte R-1 (nicht erfindungsgemäß)

Die Komponenten:
Dispersion DR 50 Teile,
Diethylenglycol 10 Teile,
Ethylenglycol 10 Teile, und
Wasser 30 Teile
wurden gut miteinander vermischt und unter Druck unter Einsatz eines Membranfilters von 0,25 um gefiltert. Es wurde eine blaue Tinte BL-1 für die Tintenstrahlaufzeichnung mit einer Viskosität von 3,0 mPa·s, einer Oberflächenspannung von 45 mN/m und einem pH-Wert von 9,0 erhalten.

Tinte R-2

Die Komponenten:
Dispersion DR 50 Teile,
Triethylenglycol 15 Teile,
N-methylpyrrolidon 10 Teile,
Styren-maleinsäure-n-butylacrylatharz P-2 (20 Gew.-%-ige wässrige Lösung der festen Komponente mit einem Säurewert von 210 und einem gewichtsbezogenen mittleren Molekulargewicht von 7.000; Neutralisator: Monoethanolamin 3 Teile, und
Wasser 22 Teile
wurden gut miteinander gemischt und unter Druck mit einem Membranfilter von 0,25 um gefiltert. Eine blaue Tinte BL-2 für die Tintenstrahlaufzeichnung mit einer Viskosität von 2,5 mPa·s, einer Oberflächenspannung von 45 mN/m und einem pH-Wert von 9,4 wurde erhalten.

Beispiel 3

[Gelbe Tinte mit dispersem Farbstoff]

Die nachfolgende gelbe Dispersion DY wurde unter Einsatz von DDP-10 (Handelsname, hergestellt von Nikko Chemicals Co., Ltd., HLB 13,5) als Dispergierungsmittel hergestellt.

Dispersion DY

Die Komponenten:
Wäßrige Lösung DDP-10 (20%-ige wäßrige Lösung, neutralisiert mit Monoethanolamin; pH-Wert = 9,5) 30 Teile
Feuchter Kuchen aus C. I. Disperse Yellow 198 (bezogen auf Feststoffkomponente) 40 Teile
Ethylenglycol 20 Teile, und
Wasser 110 Teile
wurde einer Dispergierungsbehandlung auf die gleiche Weise wie beim Beispiel 1 unterzogen. Im Ergebnis wurde eine Dispersion DY mit einer Viskosität von 5,5 mPa·s, einem pH-Wert von 9,5 und einer mittleren Teilchengröße von 150 nm erhalten.

Tinte Y-1 (nicht erfindungsgemäß)

Die Komponenten:
Dispersion DY 30 Teile,
Thiodiglycol 20 Teile,
Isopropylalkohol 5 Teile, und
Wasser 45 Teile
wurden gut miteinander vermischt und unter Druck unter Einsatz eines Membranfilters von 0,25 um gefiltert. Es wurde eine gelbe Tinte Y-1 für die Tintenstrahlaufzeichnung mit einer Viskosität von 2,6 mPa·s, einer Oberflächenspannung von 45 mN/m und einem pH-Wert von 9,4 erhalten.

Tinte Y-2

Die Komponenten:
Dispersion DY 30 Teile,
Thiodiglycol 20 Teile,
Ethanol 5 Teile,
Styren-acrylsäure-ethylacrylat-Copolymeres P-3 (20 Gew.-%-ige wässrige Lösung der festen Komponente mit einem Säurewert von 300 und einem gewichtsbezogenen mittleren Molekulargewicht von 4.500; Neutralisator: Monoethanolamin 10 Teile, und
Wasser 35 Teile
wurden gut miteinander gemischt und unter Druck mit einem Membranfilter von 0,25 um gefiltert. Eine gelbe Tinte Y-2 für die Tintenstrahlaufzeichnung mit einer Viskosität von 3,0 mPa·s, einer Oberflächenspannung von 43 mN/m und einem pH-Wert von 9,6 wurde erhalten.

Beispiel 4

[Magentafarbige Tinte mit dispersem Farbstoff]

Die nachfolgende magentafarbige Dispersion DM wurde unter Einsatz eines anionischen Polymeren P-2 (Styren-maleinsäure-n-butylacrylat-Copolymeres, 20 Gew.- %ige wäßrige Lösung der Feststoffkomponente mit einem Säurewert von 210 und einem gewichtsbezogenen mittleren Molekulargewicht von 7.000, Neutralisator: Triethanolamin) als Dispergierungsmittel hergestellt.

Dispersion DM

Die Komponenten:
Wäßrige Lösung P-2 (20 Gew.-% Feststoffgehalt) 30 Teile
C. I. Disperse Red 348 (HOSTAPERM Pink E, Handelsname, hergestellt von Hoechst Co.) 30 Teile
Ethylenglycol 15 Teile, und
Wasser 125 Teile
wurde einer Dispergierungsbehandlung auf die gleiche Weise wie beim Beispiel 1 unterzogen. Im Ergebnis wurde eine Dispersion DM mit einer Viskosität von 10 mPa·s, einem pH-Wert von 9,8 und einer mittleren Teilchengröße von 180 nm erhalten. Die nachfolgende Tinte wurde unter Einsatz der Dispersion DM hergestellt.

Tinte M-1

Die Tinte M-1 wurde hergestellt aus den Komponenten:
Dispersion DM 45 Teile,
20 Gew.-% -ige wäßrige Lösung des Monoethanolaminsalzes von Phosphanol RS-610 (Handelsname, hergestellt von Toho Chemicals Co., Ltd., HLB 10,5) 5 Teile,
Glycerin 10 Teile,
Diethylenglycol 10 Teile, und
Wasser 30 Teile.
Die erhaltene Tinte hatte eine Viskosität von 2,4 mPa·s, eine Oberflächenspannung von 42 mN/m und einen pH-Wert von 9,3.

Beispiel 5

[Cyanfarbige Tinte mit dispersem Farbstoff]

Die folgende cyanfarbige Dispersion DC wurde unter Einsatz eines anionischen Polymeren P-4 (Styren-methylmethacrylat-acrylsäure-ethylacrylat-Copolymeres; 20 Gew.-%-ige wäßrige Lösung der Feststoffkomponente mit einem Säurewert von 180 und einem gewichtsbezogenen mittleren Molekulargewicht von 11.000, Neutralisator: Diethanolamin) als wasserlösliches Polymeres hergestellt.

Dispersion DC

Die Komponenten:
Wäßrige Lösung P-4 (20 Gew.-% Feststoffgehalt) 30 Teile
C. I. Disperse Blue 60 24 Teile
Diethylenglycol 15 Teile, und
Wasser 135 Teile
wurde einer Dispergierungsbehandlung auf die gleiche Weise wie beim Beispiel 1 unterzogen. Im Ergebnis wurde eine Dispersion DC mit einer Viskosität von 13,5 mPa·s, einem pH-Wert von 9,3 und einer mittleren Teilchengröße von 200 nm erhalten.

Tinte C-1

Die Komponenten:
Dispersion DC 40 Teile,
20 Gew.-%-ige wäßrige Lösung des Triethanolaminsalzes von Phosphanol RS-710 (Handelsname, hergestellt von Toho Chemicals Co., Ltd., HLB 13,3) 10 Teile,
N-methylpyrrolidon 5 Teile,
Glycerin 15 Teile,
Polyethylenglycol 200 5 Teile, und
Wasser 25 Teile
wurden gut miteinander vermischt, und im Ergebnis wurde eine cyanfarbige Tinte für die Tintenstrahlaufzeichnung mit einer Viskosität von 3,1 mPa·s, eine 3 Oberflächenspannung von 41 mN/m und einen pH-Wert von 9,4 erhalten.

Beispiel 6

[Magentafarbige Tinte mit organischem Pigment]

Die nachfolgende magentafarbige Dispersion PM wurde unter Einsatz eines anionischen Polymeren P-2 (Styren-maleinsäure-n-butylacrylat-Copolymeres, 20 Gew.- %ige wäßrige Lösung der Feststoffkomponente mit einem Säurewert von 210 und einem gewichtsbezogenen mittleren Molekulargewicht von 7.000, Neutralisator: Triethanolamin) als Dispergierungsmittel hergestellt.

Dispersion PM

Die Komponenten:
Wäßrige Lösung P-2 (20 Gew.-% Feststoffgehalt) 22 Teile
C. I. Pigment Red 122 (HOSTAPERM Pink E, Handelsname, hergestellt von Hoechst Co.) 24 Teile
Ethylenglycol 15 Teile, und
Wasser 135 Teile
wurde einer Dispergierungsbehandlung auf die gleiche Weise wie beim Beispiel 1 unterzogen. Im Ergebnis wurde eine Dispersion PM mit einer Viskosität von 10 mPa·s, einem pH-Wert von 9,8 und einer mittleren Teilchengröße von 158 nm erhalten.

Tinte PM-1

Die Tinte PM-1 wurde hergestellt unter Einsatz der Komponenten:
Dispersion PM 45 Teile,
20 Gew.-%-ige wäßrige Lösung des Monoethanolaminsalzes von Phosphanol RS-610 (Handelsname, hergestellt von Toho Chemicals Co., Ltd., HLB 10,5) 5 Teile,
Glycerin 10 Teile,
Diethylenglycol 10 Teile, und
Wasser 30 Teile.
Die erhaltene Tinte hatte eine Viskosität von 3,2 mPa·s, eine Oberflächenspannung von 44 mN/m und einen pH-Wert von 9,5.

Beispiel 7

[Cyanfarbige Tinte mit organischem Pigment]

Die nachfolgende cyanfarbige Dispersion PC wurde unter Einsatz des anionischen Polymeren P-4 (Styren-methylmethacrylat-acrylsäure-ethylacrylat-Copolymeres; 20 Gew.-%-ige wäßrige Lösung der Feststoffkomponente mit einem Säurewert von 180 und einem gewichtsbezogenen mittleren Molekulargewicht von 11.000, Neutralisator: Diethanolamin) als wasserlösliches Polymeres hergestellt.

Dispersion PC

Die Komponenten:
Wäßrige Lösung P-4 (20 Gew.-% Feststoffgehalt) 26 Teile,
C. I. Pigment Blue 15 : 3 (Heliogen Blue D7030, Handelsname, hergestellt von BASF Co.) 24 Teile,
Deethylenglycol 13 Teile, und
Wasser 135 Teile
wurden einer Dispergierungsbehandlung auf die gleiche Weise wie beim Beispiel 1 unterzogen. Im Ergebnis wurde eine Dispersion PC mit einer Viskosität von 13 mPa ·s, einem pH-Wert von 9,3 und einer mittleren Teilchengröße von 130 nm erhalten.

Tinte PC-1

Die Komponenten:
Dispersion PC 40 Teile,
20 Gew.-%-ige wässrige Lösung des Triethanolaminsalzes von Phosphanol RS-710 (Handelsname, hergestellt von Toho Chemicals Co., Ltd., HLB 13,3) 10 Teile,
N-methylpyrrolidon 5 Teile,
Glycerin 15 Teile,
Polyethylenglycol 200 5 Teile, und
Wasser 25 Teile
wurden gut miteinander gemischt, und im Ergebnis wurde eine cyanfarbige Tinte für die Tintenstrahlaufzeichnung mit einer Viskosität von 4,2 mPa·s, einer Oberflächenspannung von 45 mN/m, einem pH-Wert von 9,7 und einer mittleren Teilchengröße von 140 erhalten.

Beispiel 8

[Magentafarbige Tinte mit organischem Pigment]

Eine Wasserbasis-Dispersion von Pigment Red 122 (HOSTAPERM Pink E, Handelsname, hergestellt von Hoechst Co.) wurde wie folgt unter Einsatz Monoethanolamin-Salz eines oberflächenaktiven Mittels des Carboxylsäuretyps mit der Strukturformel (12) weiter oben (pH-Wert = 9,5, hergestellt von Sonnopco Co., Ltd.) als Dispergierungsmittel hergestellt.

Dispersion QR

Die Komponenten:
Pink E 25 Teile
Monoethanolamin-Salz des oberflächenaktiven Mittels mit der Strukturformel (12) weiter oben 5 Teile
Ethylenglycol 15 Teile,
Schaumbremser (Acetylendiol) 0,2 Teile, und
Wasser 125 Teile
wurden zuerst gut miteinander vermischt und dann dem Dispergierungsverfahren auf die gleiche Weise wie beim Beispiel 1 zur Gewinnung einer Dispersion unterzogen. Die Dispersion hatte einen Feststoffgehalt von 14%, eine Viskosität von 7,8 mPa·s, eine Oberflächenspannung von 35 mN/m, einen pH-Wert von 9,0 und eine mittlere Teilchengröße von 165 nm erhalten.

Tinte PM-2

Die Tinte PM-2 wurde hergestellt aus den Komponenten:
Dispersion QR 40 Teile,
Glycerin 15 Teile,
Triethylenglycolmonomethylether 15 Teile, und
Wasser 30 Teile.
Die erhaltene Tinte hat eine Viskosität von 3,2 mPa·s, eine Oberflächenspannung von 46 mN/m und einem pH-Wert von 9,0.

Vergleichsbeispiel 1

Die nachfolgende gelbe Dispersion DY-2 wurde durch Einsatz des anionischen Polymeren P-2 (Styren-maleinsäure-n-butylacrylat-Copolymeres, 20 Gew.-%-ige wäßrige Lösung der Feststoffkomponente mit einem Säurewert von 210 und einem gewichtsbezogenen mittleren Molekulargewicht von 7.000, Neutralisator: Triethanolamin) als Dispergierungsmittel hergestellt.

Dispersion DY-2

Die Komponenten:
Wäßrige Lösung P-2 (20 Gew.-% Feststoffgehalt) 22 Teile
Feuchter Kuchen aus C. I. Disperse Yellow 198 (bezogen auf Feststoffkomponente) 40 Teile
Ethylenglycol 20 Teile, und
Wasser 110 Teile
wurden dem Dispergierungsverfahren auf die gleiche Weise wie beim Beispiel 2 unterzogen. Im Ergebnis wurde eine Dispersion DY-2 mit einer Viskosität von 12,0 mPa·s, einem pH-Wert von 9,8 und einer mittleren Teilchengröße von 200 nm erhalten.

Tinte YC-1

Die Komponenten:
Dispersion DY-2 30 Teile,
Thiodiglycol 20 Teile,
Isopropylalkohol 5 Teile, und
Wasser 45 Teile
wurden gut miteinander vermischt und unter Druck unter Einsatz eines Membranfilters von 0,25 um gefiltert. Die erhaltene Tinte hatte eine Viskosität von 3,8 mPa ·s, eine Oberflächenspannung von 44 mN/m und einen pH-Wert von 9,5.

Vergleichsbeispiel 2

Tinte MC-1

Die Tinte MC-1 wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 4 präpariert, wobei lediglich Phosphanol RS-610 aus den Bestandteilen der Tinte M-1 des Beispiels 4 weggelassen wurde und der Wassergehalt um einen entsprechenden Betrag erhöht wurde. Diese Tinte hatte eine Viskosität von 3,0 mPa·s, eine Oberflächenspannung von 47 mN/m und einen pH-Wert von 9,5.

Testverfahren

[Druck-Langzeittest]

Die in den obigen Beispielen und Vergleichsbeispielen präparierten Tinten wurden jeweils durch ein Tintenzuführröhrchen in eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung eingefüllt, bei der ein Bubblejet-Aufzeichnungskopf mit 64 Düsen bei 360 dpi montiert war. Die Aufzeichnungsvorrichtung wurde auf eine Ansteuerfrequenz von 4 kHz und eine Tintenmenge der Tröpfchen pro Punkt von 80 ng eingestellt. Unter diesen Bedingungen wurde ein kontinuierlicher Austragtest unter Einsatz jeder zweiten Düse, das heißt von 32 Düsen, und bei Anlegen von 5 · 10&sup8; Impulsen ausgeführt.
Es wurde nach einem anfänglichen Austrag von 5 · 10&sup8; Impulsen eine Untersuchung durch Druck eines Testdokuments mit einem Text, einem zusammenhängenden Druckbereich und skalierten Linien ausgeführt, und dann wurde eine Verschlechterung der Druckqualität bewertet. Die Bewertungsergebnisse sind in der unten dargestellten Tabelle 1 aufgelistet.
Die Langzeit-Druckeigenschaften wurden gemäß dem nachfolgenden Standard bewertet:
A: Scharfe Zeichen mit hoher Dichte und keine Verringerung der Austraggeschwindigkeit der Tintentröpfchen,
B: Scharfe Zeichen, gleichmäßiger und klarer zusammenhängender Druck und skalierte Linien ohne Verzerrungen
C: Leicht verwischte Zeichen, zusammenhängender Druck mit verringerter Dichte und skalierte Linien mit Verzerrungen und
D: Schwer zu lesende, verwischte Zeichen, ungleichmäßiger und schwacher zusammenhängender Druck und unterbrochene Linien sowie Fälle ausbleibenden Tintenaustrages.
Von diesen Bewertungszeichen stellen A und B Niveaus dar, bei denen die Tinte ohne Probleme praktisch eingesetzt werden kann.

[Aufbewahrungs-Stabilitätstest]

Jeweils 50 ml der nach den obigen Beispielen und Vergleichsbeispielen präparierten Tinten wurden in eine geschlossene wärmebeständige Flasche mit einem Nettovolumen von 100 ml gebracht und nach Versiegeln der Flasche für einen beschleunigten Aufbewahrungstest bei 60ºC für drei Monate stehengelassen. Nach der Aufbewahrungsdauer wurde eine Bestimmung der Viskosität der Tinte und eine Bewertung der Qualität der aufbewahrten Tinte vorgenommen. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 unten aufgelistet. Die Aufbewahrungs-Stabilität wurde nach dem folgenden Standard bewertet:
A: Keine wahrnehmbaren Änderungen der Viskosität, mittleren Teilchengröße und des pH-Wertes,
B: Ein Viskositätsanstieg innerhalb von 10%, bezogen auf den Anfangswert, keine wahrnehmbare Sedimentbildung, oder ein Anstieg der mittleren Teilchengröße innerhalb 20%
C: Viskositätsanstieg im Bereich zwischen 10 und 50%, bezogen auf den Anfangswert, und wahrnehmbare Sedimentbildung, oder Anstieg der mittleren Teilchengröße im Bereich zwischen 20 und 50%, und
D: Tinte war geliert oder es wurde ein hartes Sediment erzeugt.
Von diesen Stufen stellen A und B Niveaus dar, bei denen die Tinte praktisch ohne Probleme eingesetzt werden kann.

[Textier-Druckfähigkeitstest]

Jeder der nach den obigen Beispielen 1, 2 und 3 und Vergleichsbeispielen 1 und 2 hergestellten Tinten wurde in eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung gefüllt, an der ein Bubblejet-Aufzeichnungskopf mit 64 Düsen bei 360 dpi montiert war, und es wurde ein Farbbild auf Polyestergewebe erzeugt. Nach der Aufzeichnung wurde das Gewebe in Dampf auf 180ºC für 8 Minuten erwärmt und dann auf übliche Weise gewaschen, um einen Farbdruck zu erhalten. Die Druckgleichmäßigkeit des erhaltenen Farbdrucks wurde durch visuelle Bewertung beurteilt. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 unten aufgelistet.
Die Textil-Druckbarkeit wurde gemäß dem nachfolgenden Standard bewertet:
A: Klarer Druck und keine Farbänderungen im bedruckten Gebiet,
B: Geringfügige Farbänderungen mit Verzerrungen und Verwischungen, und
C: Farbänderungen mit wahrnehmbaren Verzerrungen und Verwischungen und schwacher Dichte.
Von diesen Niveaustufen stellt A ein Niveau dar, bei dem der Druck praktisch ohne Probleme ausgeführt werden kann. Tabelle 1
*: nicht erfindungsgemäß
Wie oben beschrieben, ist die erfindungsgemäße Dispersionstinte auf Wasserbasis eine Tinte, welche für Bubblejet-Systeme geeignet ist. Sie nutzt eine Dispersion aus dispersen Farbstoffen oder organischen Pigmenten mit einer mittleren Teilchengröße, die auf nicht mehr als 0,2 um eingestellt ist, und kann bei Einsatz in einer Bubblejet-Aufzeichnungsvorrichtung wegen ihrer überragenden Dispersionsstabilität stabil ausgetragen werden.
Desweiteren kann mit der erfindungsgemäßen wasserbasierten Dispersionstinte und dem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren und der Vorrichtung unter Einsatz dieser Tinte, wenn ein farbiges Bild auf gewöhnliches Papier, Gewebe, Metalle, Kunststoffe o. ä. aufgezeichnet wird, ein Druck erreicht werden, der keine Verwischungen oder Ausfederungen hat, gut fixierbar ist, ein ausgezeichnetes Färbevermögen und eine hohe Geschwindigkeit zeigt.

Claims

1. Dispersionstinte auf Wasserbasis für eine Tintenstrahlaufzeichnung, welche aufweist: Wasser, ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel, einen dispersen Farbstoff, ein oberflächenaktives Mittel und ein alkali- und wasserlösliches Polymeres mit einem Carboxylsäurewert, wobei das oberflächenaktive Mittel ein Polyoxyethylenalkylether oder ein Polyoxyethylen- Alkylphenylether ist, der am Ethylenoxid-Ende eine anionische Gruppe aufweist, die aus der Gruppe bestehend aus Phosphorsäure und Carboxylsäure ausgewählt ist, und desweiteren einen HLB von 10 oder mehr hat.

2. Tinte nach Anspruch 1, wobei der disperse Farbstoff unter Einsatz des oberflächenaktiven Mittels dispergiert ist.

3. Tinte nach Anspruch 1, wobei der disperse Farbstoff unter Einsatz des wasserlöslichen Polymeren dispergiert ist.

4. Dispersionstinte auf Wasserbasis für eine Tintenstrahlaufzeichnung, welche aufweist: Wasser, ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel, ein Pigment und ein oberflächenaktives Mittel mit einem Carboxyl- Säurewert, wobei das oberflächenaktive Mittel ein Polyoxyethylenalkylether oder ein Polyoxyethylen-Alkylphenylether ist, der am Ethylenoxid- Ende eine anionische Gruppe aufweist, die aus der Gruppe bestehend aus Phosphorsäure und Carboxylsäure ausgewählt ist, und desweiteren einen HLB von 10 oder mehr hat.

5. Tinte nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die anionische Gruppe des oberflächenaktiven Mittels mit Alkoholaminen neutralisiert ist.

6. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, bei dem durch einen Tintenstrahlprozeß gebildete Tintentröpfchen zur Ausführung einer Aufzeichnung auf ein Aufzeichnungsmedium aufgebracht werden, wobei die Dispersionstinte auf Wasserbasis nach einem der Ansprüche 1 bis 5 als Tinte eingesetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Tintenstrahlprozeß durch Einwirkung von thermischer Energie auf die Tinte ausgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Tinte zur Ausführung der Aufzeichnung aus einem Aufzeichnungskopf ausgetragen wird, welcher das durch einen Dünnschichtheizer als Quelle zur Erzeugung von Austragenergie bewirkte Schichtsieden ausnutzt.

9. Tintenkartusche, welche einen Tintenspeicherabschnitt hat, in dem Tinte aufgenommen ist, wobei als Tinte die Dispersionstinte auf Wasserbasis nach einem der Ansprüche 1 bis 5 genutzt wird.

10. Aufzeichnungseinheit mit einem Tintenspeicherabschnitt, in dem Tinte aufgenommen ist, und einem Kopfabschnitt zum Austragen der Tinte in Form von Tintentröpfchen, wobei die Dispersionstinte auf Wasserbasis nach einem der Ansprüche 1 bis 5 als Tinte benutzt wird.

11. Aufzeichnungseinheit nach Anspruch 10, wobei die Tinte im Kopfabschnitt durch Einwirkung von thermischer Energie auf die Tinte ausgetragen wird.

12. Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, durch die Tintentröpfchen, welche durch einen Tintenstrahlprozeß gebildet sind, zur Ausführung einer Aufzeichnung auf ein Aufzeichnungsmedium aufgebracht werden, wobei die Vorrichtung die Tintenkartusche oder die Aufzeichnungseinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 11 umfaßt.

13. Verfahren zur Herstellung einer Dispersionstinte auf Wasserbasis, mit den Schritten:

- Bereitstellung einer Dispersion feiner Teilchen, bei der ein disperser Farbstoff in Wasser mit einem oberflächenaktiven Mittel dispergiert wird und das oberflächenaktive Mittel ein Polyoxyethylen-Alkylether oder Polyoxyethylen-Alkylphenylether ist, der am Ethylenoxidende eine anionische Gruppe aufweist, die aus der Gruppe bestehend aus Phosphorsäure und Carboxylsäure ausgewählt ist, und einen HLB von 10 oder mehr hat, und

- Mischen der Dispersion feiner Teilchen, eines wasserlöslichen organischen Lösungsmittels und eines alkali- und wasserlöslichen Polymeren mit einem Carboxylsäurewert.