DE69628256T2

DE69628256T2 - Tintenzusammensetzung für das Tintenstrahlaufzeichnen und Aufzeichnungsverfahren unter Verwendung derselben

Info

Publication number: DE69628256T2
Application number: DE1996628256
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Suwa-shi Sano; Hiroko Suwa-shi Hayashi
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1995-10-06
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2016-10-05
Also published as: JP3454024B2; US5769930A; DE69628256D1; EP0767224B1; JPH107962A; EP0767224A2; EP0767224A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung, ein Tintenset, eine Tintenpatrone, eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung sowie ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren. Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein qualitativ hochwertiges Bild mit einer hohen Farbdichte auf Normalpapier zu erzeugen. Dabei kann ein Vermischen und Ausbluten von Farben verringert oder verhindert werden.
Bisher wurden Tinten mit verschiedenen Zusammensetzungen als Tinten für die Tintenstrahlaufzeichnung vorgeschlagen. Es wurde erst kürzlich gefordert, dass auch Bilder, die auf sogenanntem "Normalpapier", wie z. B. Kopierpapier oder Recycling-Papier, erzeugt werden, qualitativ hochwertig sein müssen. Ausdrucke auf Normalpapier müssen sich durch eine hohe Farbdichte auszeichnen. Wenn mehrere Farbtinten zum Drucken verwendet werden, darf kein Ausbluten der Farben bzw. kein Ineinanderlaufen der Farben auftreten. Gewöhnlich ist es bevorzugt, das Eindringen einer Tinte in ein Auszeichnungsmedium zu verhindern, so dass ein Ausdruck mit einer hohen Farbdichte erhalten werden kann. Andererseits ist es bevorzugt, ein verbessertes Eindringen der Tinte in ein Aufzeichnungsmedium zu erreichen, so dass ein Ineinanderlaufen von Farben verringert bzw. verhindert werden kann.
Es wurden verschiedene Tinten vorgeschlagen, um die zuvor beschriebenen Probleme zu lösen. Die Veröffentlichung JP-A-5-194884 (der Ausdruck "JP-A", der hier verwendet wird, bedeutet eine "Veröffentlichung einer ungeprüften japanischen Patentanmeldung") beschreibt z. B., dass ein Ineinanderlaufen von Farben auf einem Aufzeichnungsmedium verringert werden kann, wenn ein Kolloid mit einem hohen Molekulargewicht, mindestens ein oberflächenaktives Mittel in einer Konzentration von nicht weniger als der kritischen Micellenkonzentration und ein Lösungsmittel mit einem geringen Dampfdruck in eine Tinte eingebracht werden.
Die Veröffentlichung JP-A-6-88048 beschreibt, dass ein Ausbluten einer Tinte auf einem Aufzeichnungsmedium und ein Ineinanderlaufen von Farben verhindert werden können, wenn eine Tinte mit einem oberflächenaktiven Mittel in einer Konzentration von nicht weniger als der kritischen Micellenkonzentration, bezogen auf die Tinte, und nicht mehr als der kritischen Micellenkonzentration, bezogen auf reines Wasser, verwendet wird.
Die zuvor beschriebenen herkömmlichen Tinten können die zuvor beschriebenen Probleme jedoch nicht vollständig lösen. Genauer gesagt, die folgenden Probleme bleiben weiterhin ungelöst.
Die unter Verwendung herkömmlicher Tinten erzeugten Bilder zeichnen sich durch eine unzureichende Farbdichte aus. Die Oberflächenspannung herkömmlicher Tinten wird gewöhnlich deutlich verringert, damit die Tinten besser in ein Aufzeichnungsmedium eindringen können, so dass ein Ineinanderlaufen der Farben der erzeugten Bilder verhindert werden kann. Die Tintentröpfchen, die auf ein Aufzeichnungspapier aufgebracht wurden, dringen in Folge der Kapillarkräfte in die Mikroporen zwischen den Papierfasern und damit tief in das Papier ein. Dadurch wird die Farbdichte des erzeugten Bildes verringert. Die Tintentröpfchen, die auf ein Aufzeichnungspapier aufgebracht wurden, bilden ebenfalls Bildpunkte mit einer unscharfen Umrandung, was zu einem unscharfen Bild führt. Dadurch wird verhindert, dass ein Bild mit einer hohen Auflösung erhalten wird.
Wenn eine Tinte verwendet wird, die nur schlecht in ein Aufzeichnungsmedium eindringen kann, wird ein Bild mit einer verbesserten Farbdichte erhalten. Gleichzeitig werden Bildpunkte mit einer scharten Umrandung erhalten. Eine Tinte, die nur schlecht in ein Aufzeichnungsmedium eindringen kann, trocknet jedoch nur sehr langsam auf dem Aufzeichnungsmedium. In diesem Fall besteht die Gefahr, dass sich, wenn mehrere Tinten für die Erzeugung eines Farbausdruckes verwendet werden, die noch nicht getrockneten Tinten auf dem Aufzeichnungsmedium vermischen, was zu einem Ineinanderlaufen der Farben und somit zu einer verringerten Bildqualität führt. Deshalb treten bei der Verwendung herkömmlicher Tinten weiterhin Probleme auf, wenn ein Bild auf einem Normalpapiererzeugt werden soll.
Ein weiteres Problem, das auftreten kann, ist ein Verstopfen der Düsen des Druckkopfes. Die Tinte, die in der Veröffentlichung JP-A-5-194884 beschrieben wird, enthält ein Kolloid mit einem hohen Molekulargewicht. Wenn über einen Zeitraum von mehr als ei nigen Tagen nicht gedruckt wird, verdampft in der Nähe der Druckkopfdüsenöffnungen Wasser aus der Tinte. Dadurch wird die Konzentration des Kolloids mit einem hohen Molekulargewicht erhöht, was zu einem Anstieg der Viskosität der Tinte führt. Außerdem fallen feste Teilchen des Kolloids aus. Wenn das Drucken unter diesen Bedingungen wieder fortgesetzt wird, verstopfen die Druckkopfdüsen, so dass die Tinte nicht korrekt versprüht werden kann. Dadurch wird die Qualität des Ausdruckes deutlich verschlechtert.
Die Veröffentlichung US-A-5226957 beschreibt eine Tintenzusammensetzung für die thermische Tintenstrahlaufzeichnung, umfassend 0,05 bis 0,75 Gew.% eines Alginats, zwei oberflächenaktive Mittel in einer Gesamtmenge von 0,1 bis 40 Gew.%, umfassend mindestens ein oberflächenaktives Mittel und mindestens ein weiteres oberflächenaktives Mittel, 0,5 bis 20 Gew.% eines Hilfslösungsmittels, 0,1 bis 5 Gew.% eines wasserunlöslichen Farbstoffes und Wasser, das den restlichen Bestandteil der Zusammensetzung bildet. Glycerin wird als Beispiel für ein Hilfslösungsmittel genannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tinte für die Tintenstrahlaufzeichnung und ein Aufzeichnungsverfahren bereitzustellen, welche die Erzeugung eines scharfen und deutlichen Bildes mit einer hohen Farbdichte auf einem Normalpapier ermöglichen, wobei ein Ineinanderlaufen von Farben in Folge des Vermischens von Farben auf einem Aufzeichnungsmedium verringert bzw. verhindert werden kann und wobei kein Verstopfen der Düsen des Tintenstrahldruckkopfes auftritt.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung bereit, umfassend (A) einen färbenden Bestandteil, der ein Farbstoff mit einer Carbonsäuregruppe oder einer Carboxylatgruppe ist, (B) ein Alginat, (C) ein flüssiges Feuchthaltemittel, enthaltend Glycerin in einer Menge im Bereich von 8 bis 20 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Tintenzusammensetzung, (D) ein Mittel, welches das Eindringen der Tintenzusammensetzung in ein Aufzeichnungsmedium unterstützt, und (E) Wasser.
Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin bereit: ein Tintenset für die Farbtintenstrahlaufzeichnung, umfassend mindestens zwei Farbtintenzusammensetzungen, wobei mindestens eine der Tintenzusammensetzungen die zuvor beschriebene Tintenzusammenset zung ist; eine Tintenpatrone, enthaltend die zuvor beschriebene Tintenzusammensetzung; eine Farbtintenpatrone, enthaltend verschiedene Tintenzusammensetzungen, die zusammen das zuvor beschriebene Tintenset für die Farbtintenstrahlaufzeichnung bilden, wobei die verschiedenen Tintenzusammensetzungen getrennt voneinander in verschiedenen Kammern der Farbtintenpatrone enthalten sind; eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, umfassend die zuvor beschriebene Tintenpatrone; eine Farbtintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, umfassend die zuvor beschriebene Farbtintenpatrone; und ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, umfassend die Verwendung der zuvor beschriebenen Tintenzusammensetzung.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
1 veranschaulicht ein Verfahren zur Messung eines Tropfendurchmessers auf einem Papier in einem Verteilungstest zur Bestimmung der Verteilung des Mittels, das verhindert, dass die Tintenzusammensetzung zu tief in ein Aufzeichnungsmedium eindringt, das entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei die Ziffer 101 ein Papier darstellt, die Ziffer 102 stellt einen Tropfen einer Tinte dar und die Ziffer 103 stellt den Tropfendurchmesser dar.
Der färbende Bestandteil (A), der entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist ein Farbstoff mit einer Carbonsäuregruppe oder einer Carboxylatgruppe. Beispiele für den färbenden Bestandteil umfassen saure Farbstoffe bzw. Säurefarbstoffe, Lebensmittelfarbstoffe, basische Farbstoffe bzw. Basenfarbstoffe, Reaktivfarbstoffe, dispergierte Farbstoffe, Direktfarbstoffe, Fettfarbstoffe, lösliche Fettfarbstoffe, reaktive dispergierte Farbstoffe und Pigmentfarbstoffe.
Spezifische Beispiele für die Direktfarbstoffe umfassen C.I. Direct Red 9, 63, 89, 92, 95, 184, 207, 211, 212, 214, 218, 221, 223, 224, 225, 226, 227, 232, 233, 240, 241, 242, 243 und 247, C.I. Direct Violet 90, 93, 94, 95, 98, 100 und 101, C.I. Direct Yellow 33, 35, 41, 44, 53, 58, 68, 86, 87, 93, 95, 96, 98, 100, 106, 108, 109, 110, 130, 132, 142, 144, 161 und 163, C.I. Direct Blue 68, 77, 80, 87, 156, 159, 160, 189, 192, 193, 194, 199, 200, 201, 202, 203, 207, 211, 213, 214, 225, 229, 236, 237, 244, 248, 249, 251, 252, 264, 270, 280, 288, 289 und 291, und C.I. Direct Black 51, 62, 69, 91, 94, 97, 108, 112, 113, 114, 117, 118, 121, 122, 125, 132, 146, 154, 166, 168, 173 und 199.
Spezifische Beispiele für die sauren Farbstoffe bzw. Säurefarbstoffe umfassen C.I. Acid Red 57, 62, 118, 119, 127, 131, 143, 254, 257, 261, 263, 266, 289, 299, 301, 305, 336, 337, 361, 396 und 397, C.I. Acid Violet 47, 48, 103 und 126, C.I. Acid Yellow 19, 23, 39, 49, 50, 61, 64, 79, 110, 127, 135, 143, 151, 159, 169, 174, 190, 195, 196, 197, 199, 218, 219, 222 und 227, C.I. Acid Blue 76, 82, 106, 112, 129, 143, 175, 181, 205, 207, 220, 221, 230, 232, 247, 258, 260, 264, 271, 277, 278, 279, 280, 288, 290 und 326, und C.I. Acid Black 29 und 172.
Spezifische Beispiele für die Reaktivfarbstoffe umfassen C.I. Reactive Red 13, 19, 21, 22, 23, 24, 29, 35, 37, 40, 41, 43, 45, 49 und 55, C.I. Reactive Violet 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 16, 17, 22, 23, 24, 26, 27, 33 und 34, C.I. Reactive Yellow 3, 13, 14, 15, 18, 23, 24, 25, 26, 27, 29, 35, 37, 41 und 42, C.I. Reactive Blue 3, 8, 10, 13, 14, 15, 17, 18, 21, 25, 26, 27, 28, 29 und 38, und C.I. Reactive Black 4, 5, 8, 14, 21, 23, 26, 31, 32 und 34.
Spezifische Beispiele für die basischen Farbstoffe bzw. Basenfarbstoffe umfassen C.I. Basic Red 14, 15, 22, 23, 24, 25, 27, 29, 35, 36, 38, 39, 45 und 46, C.I. Basic Violet 10, 15, 20, 21, 25, 27, 28, 35, 37, 39, 40 und 48, C.I. Basic Yellow 4, 13, 14, 15, 19, 21, 23, 24, 25, 28, 29, 32, 36, 39 und 40, C.I. Basic Blue 22, 41, 45, 46, 47, 54, 57, 60, 62, 65, 66, 69 und 71, und C.I Basic Black B.
Der färbende Bestandteil (A) in der Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann einen oder mehrere der zuvor genannten Farbstoffe oder eines oder mehrere der zuvor genannten Pigmente umfassen. Der Gehalt an färbendem Bestandteil (A) hängt von der Art des färbenden Bestandteils, von der Art des Lösungsmittels, von der Art des verwendeten Dispergiermittels und/oder von den Dispergierbedingungen ab und ist nicht auf bestimmte Gehalte beschränkt; der Gehalt an färbendem Bestandteil (A) liegt bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 10 Gew.% und besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 7 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung. Wenn der Gehalt an färbendem Bestandteil unterhalb von 0,2 Gew.% liegt, besteht die Gefahr, dass die Farbe des Ausdruckes zu blass ist. Wenn andererseits der Gehalt an färbendem Bestandteil oberhalb von 10 Gew.% liegt, kann es vor kommen, dass die Tinte nicht korrekt vom Tintenstrahldruckkopf versprüht wird. Im Hinblick auf die Farbe des Ausdruckes ist es besonders bevorzugt, dass der Gehalt an färbendem Bestandteil nicht unterhalb von 0,5 Gew.% liegt, und im Hinblick auf das Versprühen der Tinte ist es besonders bevorzugt, dass der Gehalt an färbendem Bestandteil nicht oberhalb von 7 Gew.% liegt.
Die Verwendung des zuvor beschriebenen färbenden Bestandteils (A), der ein Farbstoff mit einer Carbonsäuregruppe oder einer Carboxylatgruppe (im Folgenden als "Farbstoff mit einer Carboxygruppe" bezeichnet) ist, führt dazu, dass die Wasserbeständigkeit des Ausdruckes verbessert wird, so dass ein Ineinanderlaufen von Farben verringert oder verhindert werden kann.
Die Anzahl an Carbonsäuregruppen oder Carboxylatgruppen in dem zuvor beschriebenen Farbstoff mit einer Carboxygruppe ist nicht auf eine bestimmte Anzahl beschränkt und liegt bevorzugt im Bereich von 1 bis 10 und besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 5. Die Carbonsäuregruppe oder Carboxylatgruppe kann in Form der freien Säure vorliegen; es ist jedoch bevorzugt, dass die Carbonsäuregruppe oder Carboxylatgruppe in Form eines Salzes vorliegt. Beispiele für die Salze umfassen Alkalimetallsalze (wie z. B. Natriumsalze oder Kaliumsalze), Ammoniumsalze und substituierte Ammoniumsalze. Beispiele für die substituierten Ammoniumsalze umfassen quaternäre Ammoniumsalze, die mit einer niederen C_1-4-Alkylgruppe (bevorzugt mit einer Methylgruppe oder mit einer Ethylgruppe) substituiert sind, quaternäre Ammoniumsalze, die mit zwei gleichen oder verschiedenen niederen C_1-4-Alkylgruppen substituiert sind, und quaternäre Ammoniumsalze, die mit drei gleichen oder verschiedenen niederen C_1-4-Alkylgruppen substituiert sind. Von diesen substituierten Ammoniumsalzen werden dreifach substituierte quaternäre Ammoniumsalze besonders bevorzugt verwendet.
Die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann den zuvor beschriebenen Farbstoff mit einer Carboxygruppe, der wesentlicher Bestandteil des färbenden Bestandteils (A) ist, in Kombination mit einem Farbstoff, der keine Carbonsäuregruppe oder Carboxylatgruppe umfasst, und/oder einem Pigment, das keine Carbonsäuregruppe oder Carboxylatgruppe umfasst, enthalten. Es ist ebenfalls möglich, dass eine erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung (mit einer bestimmten Farbe), die nur den Farbstoff mit einer Carboxygruppe enthält, in Kombination mit einer erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung (mit einer anderen Farbe), die einen Farbstoff und/oder ein Pigment mit einer Carbonsäuregruppe oder Carboxylatgruppe enthält, verwendet wird. Der Gehalt an Farbstoff mit einer Carboxygruppe in der Tintenzusammensetzung liegt bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 10 Gew.% und besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 5 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung.
Die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung enthält weiterhin das zuvor genannte Alginat (B). Es ist bekannt, dass ein Alginat in wässriger Lösung mit einem Kation eines mehrwertigen Metalls, mit Ausnahme von Magnesium, (wie z. B. Calcium oder Aluminium) reagieren kann, wobei das Alginat geliert und die wässrige Lösung verdickt wird. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden heraus, dass Normalpapier Kationen von mehrwertigen Metallen (wie z. B. Calcium oder Aluminium) und einwertige Kationen (wie z. B. Natriumionen) enthält. Wenn die wässrige Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung auf Normalpapier aufgebracht wird, werden die Kationen mehrwertiger Metalle von der Tintenzusammensetzung aus dem Papier herausgelöst, so dass das Alginat, das in der Tintenzusammensetzung enthalten ist, geliert. Dadurch wird die Tintenzusammensetzung verdickt, d. h. die Viskosität der Tintenzusammensetzung wird erhöht. Dies führt dazu, dass sich die Tintenzusammensetzung nicht an der Oberfläche des Papiers verteilen kann und dass die Tintenzusammensetzung nicht tief in das Papier eindringen kann. Dadurch kann ein Ineinanderlaufen von Farben auf einem Normalpapier verringert oder verhindert werden, so dass scharfe Bildpunkte erzeugt werden und der Ausdruck eine hohe Farbdichte aufweist. Mit anderen Worten, obwohl es bekannt ist, dass die Verteilung einer Tintenzusammensetzung an der Oberfläche eines Papiers oder das Eindringen einer Tintenzusammensetzung in ein Papier durch die Zugabe eines Mittels, welches das Eindringen der Tintenzusammensetzung in ein Aufzeichnungsmedium unterstützt, gesteuert werden kann, wird dieser Effekt durch die erfindungsgemäße Zugabe eines Alginats erzielt, so dass die Qualität des Ausdruckes, wie zuvor beschrieben, verbessert werden kann.
Das zuvor beschriebene Alginat (B) kann in Form eines Alkalimetallsalzes (wie z. B. eines Natriumsalzes oder eines Kaliumsalzes), eines Ammoniumsalzes oder eines substituierten Ammoniumsalzes von Alginsäure mit einem Molekulargewicht im Bereich von 5000 bis 100000 verwendet werden. Beispiele für die substituierten Ammoniumsalze umfassen quaternäre Ammoniumsalze, die mit einer niederen C_1-4-Alkylgruppe (bevor zugt mit einer Methylgruppe oder mit einer Ethylgruppe) substituiert sind, quaternäre Ammoniumsalze, die mit zwei gleichen oder verschiedenen niederen C_1-4-Alkylgruppen substituiert sind, und quaternäre Ammoniumsalze, die mit drei gleichen oder verschiedenen niederen C_1-4-Alkylgruppen substituiert sind. Von diesen substituierten Ammoniumsalzen werden dreifach substituierte quaternäre Ammoniumsalze besonders bevorzugt verwendet. Genauer gesagt, es können ein Aldorich-Reagenz, Duck Algin (Handelsname, ein Alginat, hergestellt von Kibun Food Chemifa Co., Ltd.) usw. verwendet werden. Der Gehalt an Alginat (B) hängt von dem Molekulargewicht des verwendeten Alginats ab und ist nicht auf bestimmte Gehalte beschränkt; der Gehalt an Alginat liegt bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 0,5 Gew.% und besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 0,2 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung. Wenn der Gehalt an Alginat unterhalb von 0,02 Gew.% liegt, kann die Zusammensetzung nicht ausreichend gelieren. Wenn andererseits der Gehalt an Alginat oberhalb von 0,5 Gew.% liegt, besteht die Gefahr, dass die Tintenzusammensetzung derart verdickt, dass sie nicht mehr versprüht werden kann. Es ist besonders bevorzugt, dass der Gehalt an Alginat nicht unterhalb von 0,05 Gew.% liegt, so dass die Tintenzusammensetzung ausreichend gelieren kann und ein Ineinanderlaufen von Farben verhindert werden kann. Im Hinblick auf die Viskosität (d. h. die Eigenschaften der Tinte beim Versprühen) der Tinte ist es besonders bevorzugt, dass der Gehalt an Alginat nicht oberhalb von 0,2 Gew.% liegt.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung untersuchten den Mechanismus des Gelierens des zuvor beschriebenen Alginats (B) genauer. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung untersuchten den Mechanismus im Hinblick auf das Verhältnis von D-Mannuronsäure [M] zu L-Guluronsäure [G] (D-Mannuronsäure/L-Guluronsäure) [im Folgenden als "M/G-Verhältnis" bezeichnet), welche die Alginsäure bilden, indem sie Alginate mit unterschiedlichen M/G-Verhältnissen verwendeten. Dabei fanden sie heraus, dass es einen Bereich für das M/G-Verhältnis gibt, in dem ein Ineinanderlaufen von Farben und ein Ausbluten (das Verlaufen einer einfarbigen Tinte entlang der Papierfasern) weiterhin verringert bzw. verhindert werden kann.
Mit anderen Worten, wenn die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung ein Alginat (B) mit einem M/G-Verhältnis von bevorzugt 0,8 bis 1,5 und besonders bevorzugt 1,0 bis 1,5 enthält, kann verhindert werden, dass die Tintenzusammen setzung in das Papier eindringt, und die Fließfähigkeit der Tintenzusammensetzung auf dem Papier wird verringert, so dass die zuvor beschriebenen Probleme gleichzeitig gelöst werden, d. h. ein Ineinanderlaufen von Farben und ein Ausbluten kann verhindert werden, und gleichzeitig werden die Farbeigenschaften des Ausdruckes verbessert.
Das M/G-Verhältnis des Alginats kann mittels saurer Hydrolyse bestimmt werden. Alginate mit einem bestimmten M/G-Verhältnis können erhalten werden, wenn bestimmte Arten von Seetang extrahiert werden. Entsprechend der Veröffentlichung "Application of Alginic acid", New Food Industry, Band 28, Nr. 4 (1986) liegt z. B. das M/G-Verhältnis eines Alginats, erhalten aus der Asche von Wakame-Seetang, bei 1,23.
Wie zuvor beschrieben wurde, enthält die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung ein Alginat (B), so dass sie, wie sie ist, zum Bedrucken eines Normalpapiers, an dessen Oberfläche Ionen von mehrwertigen Metallen vorliegen, verwendet werden kann. Wenn die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung jedoch zum Bedrucken eines Aufzeichnungsmediums (insbesondere eines Aufzeichnungspapiers), an dessen Oberfläche keine Ionen von mehrwertigen Metallen vorliegen, verwendet wird, können Ionen mehrwertiger Metalle (insbesondere zwei- oder dreiwertige Metallionen), mit der Ausnahme von Magnesium, (wie z. B. Calcium oder Aluminium) auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums aufgebracht werden, bevor das Bedrucken durchgeführt wird. Das Aufbringen von Ionen mehrwertiger Metalle kann durchgeführt werden, indem das Aufzeichnungsmedium mit einer wässrigen Lösung (bevorzugt mit einer gesättigten wässrigen Lösung) von Ionen mehrwertiger Metalle, wie z. B. mit einer wässrigen Lösung von Calciumnitrat oder Aluminiumsulfat, imprägniert wird, indem das Aufzeichnungsmedium in eine solche Lösung eingetaucht wird oder indem das Aufzeichnungsmedium mit einer solchen Lösung besprüht wird und nachfolgend getrocknet wird.
Durch das Einbringen des Alginats (B) in die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung werden die zuvor beschriebenen hervorragenden Effekte erzielt. Es stellte sich jedoch heraus, dass, wenn Wasser in der Nähe der Düsenöffnungen des Druckkopfes aus der Tintenzusammensetzung verdampft, die Tintenzusammensetzung in Folge des Gehalts an Alginat verdickt. Die Tintenzusammensetzung wird dabei eventuell verfestigt. Dies führt dazu, dass die Tintenzusammensetzung nicht mehr über die Düsen des Druckkopfes versprüht werden kann oder dass die Düsen des Druckkopfes verstopfen. Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Zugabe eines flüssigen Feuchthaltemittels (C) zu der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung gelöst.
Das flüssige Feuchthaltemittel (C) ist bei gewöhnlicher Temperatur flüssig. Es ist bevorzugt, dass ein hochsiedendes und nur wenig flüchtiges wasserlösliches organisches Lösungsmittel (z. B. ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von nicht weniger als 200°C) als flüssiges Feuchthaltemittel verwendet wird. Beispiele für die wasserlöslichen organischen Lösungsmittel umfassen mehrwertige Alkohole, wie z. B. zwei- bis fünfwertige C_2-10-Alkohole, Stickstoff enthaltende Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie z. B. Formamid, Imidazolidinon, Pyrrolidon und Amine, und Schwefel enthaltende Kohlenwasserstofflösungsmittel. Diese Lösungsmittel können einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden.
Spezifische Beispiele für bevorzugte hochsiedende und nur wenig flüchtige wasserlösliches organisches Lösungsmittel sind im Folgenden angegeben.

(1) Alkylenglycolverbindungen, dargestellt durch die folgende allgemeine Formel (I): R¹¹O-[CH₂-CH(R¹³)-O]_t-R¹² (I) worin R¹¹ und R¹² unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe bedeuten; R¹³ bedeutet ein Wasserstoffatom oder eine niedere C_1-4-Alkylgruppe, bevorzugt ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe; und t bedeutet eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 20, bevorzugt im Bereich von 1 bis 15. Beispiele für die Alkylenverbindungen umfassen Glycolverbindungen, wie z. B. Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Propylenglycol, Dipropylenglycol, 1,2-Butandiol, 1,2-Pentandiol, 1,2-Hexandiol, Polyethylenglycol und Polypropylenglycol, Monoetherverbindungen, wie z. B. Ethylenglycolmonomethylether, Ethylenglycolmonoethylether, Diethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonoethylether, Triethylenglycolmonomethylether und Triethylenglycolmonoethylether, und Dietherverbindungen, wie z. B. Triethylenglycoldimethylether und Triethylenglycoldiethylether.
(2) Zweiwertige Alkoholverbindungen, dargestellt durch die folgende allgemeine Formel (II): HO-CH₂CH₂-[C(R²¹)(R²²)]_s-OH (II) worin R²¹ und R²² unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine geradkettige oder verzweigte C_1-4-Alkylgruppe bedeuten; und s bedeutet eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 6, bevorzugt im Bereich von 1 bis 4. Beispiele für die zweiwertigen Alkoholverbindungen umfassen 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,4-Pentandiol, 1,3-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,5-Hexandiol, 1,4-Hexandiol und 1,3-Hexandiol.
(3) Dreiwertige Alkoholverbindungen, dargestellt durch die folgende allgemeine Formel (III): R³¹-C(OH)(R³²)-R³³-C(OH)(R³⁴)-R³⁵-C(OH)(R³⁶)-R³⁷ (III) worin R³¹, R³², R³⁴, R³⁶ und R³⁷ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine niedere C_1-4-Alkylgruppe bedeuten, bevorzugt ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe; und R³³ und R³⁵ bedeuten jeweils eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung oder eine C_1-4-Alkylengruppe. Beispiele für die dreiwertigen Alkoholverbindungen umfassen Glycerin und 1,2,6-Hexantriol.
(4) Ethanolaminverbindungen, dargestellt durch die folgende allgemeine Formel (IV): (R⁴²)_v-N-[CH₂CH(R⁴¹)OH]_u (IV) worin R⁴¹ ein Wasserstoffatom oder eine niedere C_1-4-Alkylgruppe bedeutet, bevorzugt ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe; R⁴² bedeutet ein Wasserstoffatom, eine niedere C_1-4-Alkylgruppe oder die Gruppe -[CH₂CH(R⁴¹)OH]; u bedeutet eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 3; und v bedeutet 0 oder die Zahl 1 oder 2, mit der Maßgabe, dass die Summe von u und v 3 ist. Beispiele für die Ethanolaminverbindungen umfassen Monoethanolamin, N,N-Dimethylethanolamin, N,N-Diethylethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Triisopropanolamin und N-n-Butyldiethanolamin.
(5) Andere Beispiele für bevorzugte hochsiedende und nur wenig flüchtige wasserlösliches organisches Lösungsmittel umfassen 2- oder 3-Pyrrolidonverbindungen, die mit einer Methylgruppe oder einer Ethylgruppe N-substituiert sein können, wie z. B. 2-Pyrrolidon und N-Methyl-2-pyrrolidon, Imidazolidinonverbindungen, die mit einer Methylgruppe N,N'-disubstituiert sein können, wie z. B. 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, Formamidverbindungen, die mit einer Methylgruppe N,N-disubstituiert sein können, wie z. B. Formamid und Dimethylformamid, C_2-4-Thioglycolverbindungen, wie z. B. Thioglycol und Thiodiglycol, und Dimethylsulfoxid.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden heraus, dass, wenn das flüssige Feuchthaltemittel (C) mindestens Glycerin in einer Menge von nicht weniger als 8 Gew.% enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung, ein Ineinanderlaufen von Farben, insbesondere auf einem Aufzeichnungsmedium, verringert bzw. verhindert werden kann. Es kann insbesondere ein Ausdruck mit einer hohen Farbdichte auf einem Normalpapier erzeugt werden, während dieser Effekt erzielt wird. Auf diese Weise kann ein scharfes und deutliches Bild erhalten werden. Weiterhin wird eine Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung erhalten, welche die Düsen eines Tintenstrahldruckkopfes nicht verstopft. Die Obergrenze für den Gehalt an Glycerin liegt bei 20 Gew.%, um zu verhindern, dass die Tintenzusammensetzung verdickt und dann nicht mehr versprüht werden kann.
Der Gehalt an flüssigen Feuchthaltemitteln (C), mit Ausnahme des zuvor genannten Glycerins, hängt von der Art der verwendeten anderen flüssigen Feuchthaltemittel und dem Gehalt an Glycerin ab und ist nicht auf bestimmte Gehalte beschränkt; der Gehalt an anderen flüssigen Feuchthaltemitteln beträgt bevorzugt nicht mehr als 22 Gew.% und liegt besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 15 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung. Der Gehalt an flüssigen Feuchthaltemitteln (C), ein schließlich des zuvor genannten Glycerins, hängt von der Art der verwendeten flüssigen Feuchthaltemittel und dem Gehalt an Glycerin ab und ist nicht auf bestimmte Gehalte beschränkt; der Gehalt an flüssigen Feuchthaltemitteln liegt bevorzugt im Bereich von 8 bis 30 Gew.% und besonders bevorzugt im Bereich von 15 bis 25 Gew.%. Wenn der Gehalt an flüssigen Feuchthaltemitteln (C), einschließlich des zuvor genannten Glycerins, unterhalb von 8 Gew.% liegt, kann es vorkommen, dass die Düsen des Tintenstrahldruckkopfes verstopfen. Wenn andererseits der Gehalt an flüssigen Feuchthaltemitteln (C), einschließlich des zuvor genannten Glycerins, oberhalb von 30 Gew.% liegt, kann es passieren, dass die Tintenzusammensetzung verdickt und dann nicht mehr versprüht werden kann.
Es ist bevorzugt, dass die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung das zuvor beschriebene Alginat (B) und Glycerin in einem Gewichtsverhältnis im Bereich von 1 : 50 bis 1 : 20 umfasst; bei der Verwendung einer Tinte mit dieser Zusammensetzung ist es möglich, dass eine Verstopfung der Düsen eines Druckkopfes wieder rückgängig gemacht wird. Wenn das zuvor beschriebene Verhältnis unterhalb von 1 : 50 liegt, kann eine Verstopfung der Düsen eines Druckkopfes nicht wieder rückgängig gemacht werden. Wenn das zuvor beschriebene Verhältnis andererseits oberhalb von 1 : 200 liegt, wird die Viskosität der Tintenzusammensetzung derart erhöht, dass die Tinte nicht mehr verwendet werden kann.
Eine herkömmliche Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung enthält gewöhnlich ein oberflächenaktives Mittel in einer Konzentration von nicht weniger als der kritischen Micellenkonzentration (kMk), damit die Tintenzusammensetzung besser in ein Aufzeichnungsmedium eindringen kann, wodurch ein Ineinanderlaufen von Farben verringert werden kann. Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es jedoch nicht erforderlich, dass das Eindringungsvermögen der Tintenzusammensetzung wie bei herkömmlichen Tintenzusammensetzungen extrem erhöht wird. Die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst, als das zuvor genannte Mittel (D), welches das Eindringen der Tintenzusammensetzung in ein Aufzeichnungsmedium unterstützt, mindestens ein Material, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus [I] einem oberflächenaktiven Mittel in einer Konzentration von nicht mehr als der kritischen Micellenkonzentration (kMk) in der Zusammensetzung, [II] einem einwertigen Alkohol in einer Menge im Bereich von 1 bis 10 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Tintenzu sammensetzung, und [III] einem Derivat eines mehrwertigen Alkohols in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 5 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Tintenzusammensetzung, um ein Ineinanderlaufen von Farben vollständig zu verhindern.
Die zuvor genannten oberflächenaktiven Mittel können anionische, kationische, amphotere oder nichtionische oberflächenaktive Mittel sein.
Beispiele für die anionischen oberflächenaktiven Mittel umfassen Alkylsulfocarboxylate, α-Olefinsulfonate, Polyoxyethylenalkyletheracetate, N-Acylaminosäuren und Salze davon, N-Acylmethyltaurate, Alkylsulfatpolyoxyalkylethersulfate, Alkylsulfatpolyoxyethylenalkyletherphosphate, Kollophoniumseifen, Rizinusölschwefelsäureestersalze, Laurylalkoholschwefelsäureestersalze, Phosphorsäureester vom Alkylphenol-Typ, Phosphorsäureester vom Alkyl-Typ, Alkylarylsulfonate, Diethylsulfosuccinat, Diethylhexylsulfosuccinat, Dioctylsulfosuccinat, 2-Vinylpyridinderivate und Poly-4-vinylpyridinderivate.
Beispiele für die amphoteren oberflächenaktiven Mittel umfassen Betainlauryldimethylaminoacetat, 2-Alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazoliniumbetaine, aliphatische Säureamidpropyldimethylaminoessigsäurebetainderivate des Palmöls, Polyoctylpolyaminoethylglycin und Imidazolinderivate.
Beispiele für die nichtionischen oberflächenaktiven Mittel umfassen Ether, wie z. B. Polyoxyethylennonylphenylether, Polyoxyethylendodecylphenylether, Polyoxyethylenalkylarylether, Polyoxyethylenoleylether, Polyoxyethylenlaurylether, Polyoxyethylenalkylether und Polyoxyalkylenalkylether, Ester, wie z. B. Polyoxyethylenölsäureester, Polyoxyethylenölsäureester, Polyoxyethylendistearinsäureester, Sorbitanlaurat, Sorbitanmonostearat, Sorbitanmonooleat, Sorbitansesquioleat, Polyoxyethylenmonooleat und Polyoxyethylenstearat, und oberflächenaktive Mittel vom Acetylenglycol-Typ, dargestellt durch die folgende allgemeine Formel:
worin R¹, R², R³ und R⁴ unabhängig voneinander eine C_1-6-Alkylgruppe bedeuten; und n und m bedeuten jeweils eine ganze Zahl, mit der Maßgabe, dass die Summe von n und m im Bereich von 0 bis 30 liegt, wie z. B. 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decin-4,7-diol, 3,6-Dimethyl-4-octin-3,6-diol und 3,5-Dimethyl-1-hexin-3-ol (z. B. Surfynol 104, 82, 465, 485, TG, erhältlich von Nisshin Kagaku K.K.). Von diesen oberflächenaktiven Mitteln werden nichtionische oberflächenaktive Mittel, die schaumbildende Eigenschaften aufweisen oder die das Versprühen der Tintenzusammensetzung über den Druckkopf begünstigen, bevorzugt verwendet. Es ist besonders bevorzugt, dass ein oberflächenaktives Mittel mit einer Ethylenoxid- oder Propylenoxidgruppe oder eine Acetylenglycolverbindung verwendet wird.
Beispiele für die einwertigen Alkohole umfassen einwertige C_1-4-Alkohole, wie z. B. Methanol, Ethanol, n-Propanol, i-Propanol und n-Butanol. Wenn der Gehalt an einwertigem Alkohol im Bereich von 1 bis 10 Gew.% liegt, bezogen auf das Gewicht der Tintenzusammensetzung, kann der gewünschte Effekt erzielt werden, d. h. der einwertige Alkohol bewirkt, dass die Tintenzusammensetzung besser in ein Aufzeichnungsmedium eindringen kann.
Beispiele für die Derivate mehrwertiger Alkohole umfassen vollständig oder teilweise veretherte Produkte, erhalten aus einem zwei- bis fünfwertigen C_2-6-Alkohol und einem niederen C_1-4-Alkohol. Der Ausdruck "Derivat eines mehrwertigen Alkohols", der hier verwendet wird, bezeichnet ein Alkoholderivat, in dem mindestens eine Hydroxygruppe verethert ist, nicht jedoch ein Alkoholderivat, das keine veretherten Hydroxygruppen aufweist. Bevorzugte Derivate mehrwertiger Alkohole, hergestellt unter Verwendung mehrwertiger Alkohole und niederer Alkohole, die bevorzugte Ether sind, werden durch die folgende allgemeine Formel (VI) dargestellt: R⁵¹O-[CH₂-CH(R⁵³)-O]_t-R⁵² (VI) worin R⁵¹ und R⁵² unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine C_3-6-Alkylgruppe (bevorzugt eine Butylgruppe) bedeuten; R⁵³ bedeutet ein Wasserstoffatom oder eine niedere C_1-4-Alkylgruppe, bevorzugt ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe; und t bedeutet eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 8, bevorzugt eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 4, mit der Maßgabe, dass mindestens eine der Gruppen R⁵¹ und R⁵² eine C_3-6-Alkylgruppe (bevorzugt eine Butylgruppe) ist.
Beispiele für die Ether, hergestellt unter Verwendung mehrwertiger Alkohole und niederer Alkohole, umfassen Mono-, Di- oder Triethylenglycol-mono- oder di-C_3-6-alkylether sowie Mono-, Di- oder Tripropylenglycol-mono- oder di-C_3-6-alkylether. Beispiele für bevorzugte Ether aus mehrwertigen und niederen Alkoholen umfassen Triethylenglycolmonobutylether, Diethylenglycolmonobutylether, Diethylenglycolmonoethylether, Diethylenglycolmonomethylether und Propylenglycolmonobutylether. Ein besonders bevorzugten Ether aus einem mehrwertigen und einem niederen Alkohol ist Triethylenglycolmonobutylether.
Wenn der Gehalt an Derivat eines mehrwertigen Alkohols im Bereich von 0,5 bis 5 Gew.% liegt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung, kann der gewünschte Effekt erzielt werden, d. h. das Derivat des mehrwertigen Alkohols bewirkt, dass die Tintenzusammensetzung besser in ein Aufzeichnungsmedium eindringen kann.
Um eine Tintenzusammensetzung zu erhalten, die ausreichend in ein Aufzeichnungsmedium eindringen kann, können das zuvor genannte oberflächenaktive Mittel [I], der einwertige Alkohol [II] und das Derivat eines mehrwertigen Alkohols [III] einzeln oder in Kombination in der jeweiligen geeigneten Konzentration miteinander verwendet werden. Eine besonders bevorzugte Kombination ist eine Kombination aus einem nichtionischen oberflächenaktiven Mittel, das als oberflächenaktives Mittel [I] verwendet wird, bevorzugt eine Acetylenglycolverbindung, wie z. B. Surfynol, und einer Triethylenglycolverbindung, die als Derivat eines mehrwertigen Alkohols [III] verwendet wird, wie z. B. Triethylenglycolmonobutylether.
Die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann weiterhin, in Kombination mit dem Alginat (B), ein festes Feuchthaltemittel (F) enthalten, das bei gewöhnlicher Temperatur fest (insbesondere teilchenförmig oder kristallin) ist, so dass ein synergistischer Effekt bezüglich der Farbeigenschaften auftritt. Genauer gesagt, die hohe Farbdichte, erhalten durch die Zugabe des Alginats (B), kann weiterhin verbessert werden, wenn das feste Feuchthaltemittel (F) zugegeben wird. Der Grund für diesen Effekt ist nicht genau bekannt. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass das feste Feuchthaltemittel (F) auf dem Aufzeichnungsmedium (z. B. auf gewöhnlichem Druckpapier) verbleibt und verhindert, dass der färbende Bestandteil (A) tief in das Aufzeichnungsmedium eindringen kann. Diese Vermutung ist jedoch nur ein Versuch, den synergistischen Effekt zu deuten, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf den vermuteten Mechanismus beschränkt.
Beispiele für das feste Feuchthaltemittel (F) umfassen extrem hygroskopische Verbindungen, die leicht in einer wässrigen Tintenzusammensetzung oder in Wasser gelöst werden können und die die Tintenzusammensetzung feucht halten. Beispiele für solche Verbindungen umfassen Harnstoff, Cyclodextrinverbindungen, wie z. B. Hydroxypropyl-β-cyclodextrin, mit einer Trimethylolgruppe substituierte niedere C_2-4-Alkanverbindungen, wie z. B. Trimethylolethan und Trimethylolpropan, 5- bis 7-gliedrige Lactamverbindungen, wie z. B. Caprolactam, und Monosaccharide oder Polysaccharide, wie z. B. Sucrose und Fructose. Der Gehalt an festem Feuchthaltemittel (F) hängt von der Art und dem Gehalt des zuvor beschriebenen flüssigen Feuchthaltemittels (C) ab und ist nicht auf bestimmte Gehalte beschränkt; der Gehalt an festem Feuchthaltemittel (F) beträgt jedoch bevorzugt nicht mehr als 20 Gew.% und liegt besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 10 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung. Wenn der Gehalt an festem Feuchthaltemittel (F) unterhalb von 0,5 Gew.% liegt, kann die Farbdichte nicht effektiv verbessert werden. Wenn der Gehalt an festem Feuchthaltemittel (F) andererseits oberhalb von 20 Gew.% liegt, kann die Tintenzusammensetzung verdicken, so dass sie nicht mehr versprüht werden kann. Der Gehalt an festem Feuchthaltemittel (F) beträgt bevorzugt nicht mehr als 30 Gew.% und liegt besonders bevorzugt im Bereich von 15 bis 25 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Tintenzusammensetzung, berechnet aus der Summe des festen Feuchthaltemittels (F) und des flüssigen Feuchthaltemittels (C), einschließlich Glycerin. Wenn die Summe des festen Feuchthaltemittels (F) und des flüssigen Feuchthaltemittels (C), einschließlich Glycerin, 30 Gew.% übersteigt, besteht die Gefahr, dass die Tintenzusammensetzung nicht mehr versprüht werden kann.
Die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann weiterhin ein Mittel (G) enthalten, das der Tintenzusammensetzung eine Diffusionsfähigkeit an der Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums verleiht und dadurch verhindert, dass die Tintenzusammensetzung zu tief in das Aufzeichnungsmedium eindringt.
Der Ausdruck "Mittel, das verhindert, dass die Tintenzusammensetzung zu tief in ein Aufzeichnungsmedium eindringt", der hier verwendet wird, bedeutet eine Verbindung mit einem Diffusionsvermögen (T) im Bereich von 1,1 bis 5, bestimmt mit dem folgenden Diffusionstest. Das Diffusionsvermögen kann mit dem folgenden Test bestimmt werden. Die Verbindung, die getestet werden soll, wird in Wasser gelöst, um eine 0,05 gew.%ige wässrige Lösung herzustellen. 1 μl der auf diese Weise hergestellten Lösung wird dann auf ein Papier mit einem Stöckigt-Verleimungsgrad von nicht weniger als 4 Sekunden getropft [der Stöckigt-Verleimungsgrad wird bestimmt, indem ein Tropfen einer 1 %igen wässrigen Lösung von Eisen(III)chlorid auf ein Stück Papier getropft wird, das auf einer 2 %igen wässrigen Lösung von Ammoniumthiocyanat schwimmt, und dann die Zeit gemessen wird, die vergeht, bis drei rote Punkte erscheinen (JIS P 8122)]. Nach 2 Minuten wird der Durchmesser (Ds) des Tropfens auf dem Papier gemessen. Dann wird 1 μl entionisiertes Wasser unter den gleichen Bedingungen auf ein Papier getropft. Nach 2 Minuten wird der Durchmesser (Dw) des Tropfens auf dem Papiergemessen. Der Durchmesser des Tropfens entspricht nicht dem Durchmesser des Tropfens 102, der in die Fasern des Papiers 101 eingedrungen ist, sondern dem Durchmesser des Tropfens 103, der sich an der Oberfläche des Papiers 101 verteilt hat, wie in 1 gezeigt. Das Diffusionsvermögen (T) wird mit der folgenden Formel berechnet: T = Ds/Dw
Geeignete Mittel (G), die verhindern, dass die Tintenzusammensetzung zu tief in ein Aufzeichnungsmedium eindringt, und die in die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung eingebracht werden können, können mit Hilfe des zuvor beschriebenen Diffusionstests leicht ausgewählt werden. Beispiele für solche Mittel umfassen Verbindungen mit der Gruppe -SiO- (Siliciumverbindungen), wie z. B. die Verbindungen, die durch die folgende allgemeine Formel (VII) dargestellt werden: R⁷¹-(C₂H₄O)_x-[SiO(R⁷²)(R⁷³)]_y-(C₂H₄O)_z-H (VII) worin R" eine geradkettige oder verzweigte aliphatische C_5-20-Kohlenwasserstoffgruppe bedeutet, wie z. B. eine geradkettige oder verzweigte Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe; R⁷² und R⁷³ bedeuten jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine geradkettige oder verzweigte aliphatische C_1-5-Kohlenwasserstoffgruppe, wie z. B. eine geradkettige oder verzweigte Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe; x bedeutet 0 oder eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 10; y bedeutet eine ganze Zahl im Bereich von 2 bis 10; und z bedeutet 0 oder eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 10, mit der Maßgabe, dass die Summe von x und z 3 oder größer ist.
Weitere Beispiele für Mittel, die verhindern, dass die Tintenzusammensetzung zu tief in ein Aufzeichnungsmedium eindringt, umfassen Verbindungen, die Fluor enthalten (Fluorverbindungen), wie z. B. die Verbindungen, die durch die folgende allgemeine Formel (VIII) dargestellt werden: R⁸¹-(CH₂)_p-O-(C₂H₄O)_q-H (VIII) worin R⁸¹ eine aliphatische C_1-10-Kohlenwasserstoffgruppe bedeutet, wie z. B. eine geradkettige oder verzweigte Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe, die mit mindestens einem Fluoratom substituiert ist; p bedeutet 0 oder eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 10; und q bedeutet eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 10.
Beispiele für die Siliciumverbindungen und für die Fluorverbindungen umfassen handelsüblich erhältliche Verbindungen. Ein Beispiel für die Siliciumverbindungen ist Sansilicone M-84 (erhältlich von Sanyo Chemical Industries, Ltd.). Beispiele für die Fluorverbindungen umfassen Ftergent 251, 100 und 150 (erhältlich von Neos Co., Ltd.). Diese Fluorverbindungen und Siliciumverbindungen können einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden.
Die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann das zuvor genannte Mittel, das verhindert, dass die Tintenzusammensetzung zu tief in ein Aufzeichnungsmedium eindringt, wie z. B. eine Fluorverbindung und/oder eine Siliciumverbindung, in einer Menge von bevorzugt nicht mehr als 5 Gew.% und besonders bevorzugt in einer Menge im Bereich von 0,01 bis 3 Gew.% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung. Wenn der Gehalt des Bestandteils (G) unterhalb von 0,01 Gew.% liegt, kann der gewünschte Effekt nicht erzielt werden. Wenn der Gehalt des Bestandteils (G) andererseits oberhalb von 5 Gew.% liegt, kann es vorkommen, dass die Tintenzusammensetzung nicht mehr versprüht werden kann. Die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung, die das zuvor genannte Mittel, das verhindert, dass die Tintenzusammensetzung zu tief in ein Aufzeichnungsmedium eindringt, enthält, kann an der Oberfläche eines Papiers dünn verteilt werden, ohne dass die Tintenzusammensetzung zu tief in das Papier eindringt. Die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst weiterhin ein Alginat. Folglich kann die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung gleichmäßig an der Oberfläche eines Papiers verteilt werden, wobei ein Bild aus Bildpunkten mit einer scharten Umrandung erhalten wird, so dass ein Ineinanderlaufen von Farben verhindert wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst (A) einen färbenden Bestandteil in einer Menge im Bereich von 0,2 bis 10 Gew.%, besonders bevorzugt in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 7 Gew.%; (B) ein Alginat in einer Menge im Bereich von 0,02 bis 0,5 Gew.%, besonders bevorzugt in einer Menge im Bereich von 0,05 bis 0,2 Gew.%; (C) ein flüssiges Feuchthaltemittel (enthaltend Glycerin) in einer Menge im Bereich von 8 bis 20 Gew.%; (D) [I] ein oberflächenaktives Mittel in einer Konzentration von nicht mehr als der kritischen Micellenkonzentration, [II] einen einwertigen Alkohol in einer Menge im Bereich von 1 bis 10 Gew.% und/oder [III] ein Derivat eines mehrwertigen Alkohols in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 5 Gew.% als Mittel, welches das Eindringen der Tintenzusammensetzung in ein Aufzeichnungsmedium unterstützt; wahlweise (F) ein festes Feuchthaltemittel in einer Menge von nicht mehr als 20 Gew.% und bevorzugt in einer Menge im Be reich von 0,5 bis 10 Gew.%; wahlweise (G) ein Mittel, das verhindert, dass die Tintenzusammensetzung zu tief in ein Aufzeichnungsmedium eindringt, in einer Menge von nicht mehr als 5 Gew.% und bevorzugt in einer Menge im Bereich von 0,01 bis 3 Gew.%; und (E) den Rest Wasser.
Die Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann weiterhin verschiedenste bekannte Additive enthalten, wie z. B. wasserlösliche organische Lösungsmittel, die nicht unter die Gruppe der zuvor beschriebenen flüssigen Feuchthaltemittel (C) fallen, verschiedenste Dispergiermittel, Mittel zum Einstellen der Viskosität und/oder Fluoreszenzaufheller, die zusätzlich zu den wesentlichen Bestandteilen der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung verwendet werden können. Beispiele für Mittel zum Einstellen der Viskosität umfassen wasserlösliche natürliche oder synthetische Verbindungen mit einem hohen Molekulargewicht, wie z. B. Cellulose, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylalkohol und wasserlösliche Harze. Die Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann weiterhin einen Puffer zum Einstellen des pH-Wertes oder ein Mittel, das eine Schimmelbildung verhindert, enthalten.
Die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann weiterhin ein Mittel enthalten, das den Widerstand der Tintenzusammensetzung beeinflusst, wie z. B. ein anorganisches Salz (z. B. ein Alkalimetallhalogenid oder eine halogenierte Ammoniumverbindung, wie z. B. Lithiumchlorid, Ammoniumchlorid oder Natriumchlorid), wenn eine Aufzeichnungsflüssigkeit erhalten werden soll, die in einem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren verwendet wird, bei dem die Aufzeichnungsflüssigkeit aufgeladen wird.
Das Mischungsverhältnis der zuvor genannten Bestandteile kann geeignet gewählt werden, um die physikalisch-thermischen Eigenschaften (wie z. B. die Verdampfungswärme, den Siedepunkt, den Schmelzpunkt, die spezifische Wärme, den thermischen Ausdehnungskoeffizienten und/oder die thermische Leitfähigkeit) der Tintenzusammensetzung zu steuern, so dass eine Tintenzusammensetzung erhalten wird, die in einem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren verwendet werden kann, bei dem eine Aufzeichnungsflüssigkeit durch Zufuhr von Wärmeenergie versprüht wird.
Die Viskosität der Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann geeignet eingestellt werden und beträgt bevorzugt nicht mehr als 50 mPa·s, besonders bevorzugt nicht mehr als 20 mPa·s, so dass die Tintenzusammensetzung dem Tintenstrahldruckkopf ohne Probleme zugeführt werden kann und ohne Probleme versprüht werden kann.
Die Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann hergestellt werden, indem die zuvor beschriebenen Bestandteile in beliebiger Reihenfolge miteinander vermischt werden, um eine Lösung (oder eine Dispersion) zu erhalten, und nachfolgend Verunreinigungen oder dgl. mittels Filtration aus der Lösung (oder der Dispersion) entfernt werden. Die färbenden Bestandteile können geeignet ausgewählt werden. Die anderen Bestandteile können, im Hinblick auf die ausgewählten färbenden Bestandteile, ebenfalls geeignet ausgewählt werden. Auf diese Weise kann eine gelbe Tintenzusammensetzung, eine magentafarbene Tintenzusammensetzung, eine cyanfarbene Tintenzusammensetzung, eine schwarze Tintenzusammensetzung, eine blaue Tintenzusammensetzung, eine grüne Tintenzusammensetzung oder eine rote Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellt werden.
Die zuvor beschriebene Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann in eine gewöhnliche Tintenpatrone eingebracht werden, die dann in eine gewöhnliche Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung für die Tintenstrahlaufzeichnung eingebracht wird. Dabei kann mindestens eine Tintenzusammensetzung, ausgewählt aus der zuvor beschriebenen gelben Tintenzusammensetzung, magentafarbenen Tintenzusammensetzung, cyanfarbenen Tintenzusammensetzung, schwarzen Tintenzusammensetzung, blauen Tintenzusammensetzung, grünen Tintenzusammensetzung und roten Tintenzusammensetzung, oder eine Kombination dieser Tintenzusammensetzungen (bevorzugt alle zuvor aufgeführten Tintenzusammensetzungen) verwendet werden. Genauer gesagt, eine Tintenpatrone, in die eine magentafarbene Tintenzusammensetzung eingebracht wurde, kann zusammen mit einer Tintenpatrone mit einer gelben Tintenzusammensetzung, einer Tintenpatrone mit einer cyanfarbenen Tintenzusammensetzung und gegebenenfalls mit einer Tintenpatrone mit einer schwarzen Tintenzusammensetzung in die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung eingebracht werden. Es ist auch möglich, eine Tintenpatrone, umfassend eine magentafarbene Tintenzusammensetzung, eine gelbe Tintenzusammensetzung, eine cyanfarbene Tintenzusammensetzung und gegebenenfalls eine schwarze Tintenzusammensetzung in getrennt voneinander angeordneten Kammern, in eine Aufzeichnungsvorrichtung für die Farbtintenstrahlaufzeichnung einzubringen.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung ist nicht auf bestimmte Verfahren beschränkt, vorausgesetzt, dass eine oder mehrere der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzungen verwendet werden. Es ist bevorzugt, dass zwei oder mehrere der zuvor beschriebenen Farbtintenzusammensetzungen entsprechend der vorliegenden Erfindung in einem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren zur Erzeugung eines farbigen Bildes verwendet werden, bei dem mindestens zwei Farbtintenzusammensetzungen verwendet werden. Genauer gesagt, das Farbtintenstrahlaufzeichnungsverfahren wird bevorzugt durchgeführt, indem ein Tintenset verwendet wird, umfassend die zuvor beschriebene gelbe Tintenzusammensetzung, die zuvor beschriebene magentafarbene Tintenzusammensetzung und die zuvor beschriebene cyanfarbene Tintenzusammensetzung, wahlweise in Kombination mit der zuvor beschriebenen schwarzen Tintenzusammensetzung, um ein Bild aus roten Bildpunkten, grünen Bildpunkten und blauen Bildpunkten zu erzeugen, das dann mit den drei anderen Tintenzusammensetzungen überlagert werden kann. Es ist ebenfalls möglich, eine separate schwarze Tintenzusammensetzung zur Erzeugung schwarzer Bildpunkte zu verwenden. Es können zusätzlich die zuvor beschriebene blaue Tintenzusammensetzung, die zuvor beschriebene grüne Tintenzusammensetzung und/oder die zuvor beschriebene rote Tintenzusammensetzung verwendet werden, um mit dem erfindungsgemäßen Farbtintenstrahlaufzeichnungsverfahren ein Bild mit verschieden gefärbten Bildpunkten zu erzeugen.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden genauer an Hand von Beispielen beschrieben. In den folgenden Beispielen wurden Manucol DMF (M/G-Verhältnis: 1,3) oder Manugel DMD (M/G-Verhältnis: 0,7), erhältlich von Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd., als Natriumalginat verwendet. Die Viskosität [die Viskosität einer wässrigen Lösung mit einer Konzentration von 10 g/l (20°C)] dieser Produkte beträgt 45 ± 5 mPa·s. In den folgenden Beispielen wurden die folgenden Bestandteile miteinander vermischt und 2 Stunden lang bei einer Temperatur von 60°C gerührt. Das Gemisch wurde dann unter einem Druck von 2 kg/cm² durch ein Membranfilter mit einem Porendurchmesser von 0,8 μm filtriert, um eine Tintenzusammensetzung zu erhalten.
Beispiel 1

Es wurden vier verschiedenfarbige Tintenzusammensetzungen mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt.

Bestandteil	zugegebene Menge (Gew.%)
färbender Bestandteil	im Folgenden angegeben
Natriumalginat (Manucol DMF)	0,1
Glycerin	10,0
Diethylenglycol	5,0
Triethylenglycolmonobutylether	4,0
reines Wasser	der Rest bis 100 Gew.%

Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer schwarzen Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Direct Black 166 (2,2 Gew.%). Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer gelben Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Direct Yellow 86 (3,3 Gew.%). Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer magentafarbenen Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Direct Red 227 (1,8 Gew.%). Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer cyanfarbenen Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Direct Blue 199 (2,0 Gew.%).
Beispiel 2

Bestandteil	zugegebene Menge (Gew.%)
färbender Bestandteil	im Folgenden angegeben
Natriumalginat (Manugel GMD)	0,1
Glycerin	10,0
Diethylenglycol	5,0
Triethylenglycolmonobutylether	4,0
reines Wasser	der Rest bis 100 Gew.%

Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer schwarzen Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Direct Black 166 (2,0 Gew.%). Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer gelben Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Direct Yellow 86 (1,8 Gew.%). Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer magentafarbenen Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Acid Red 52 (2,2 Gew.%). Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer cyanfarbenen Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Direct Blue 199 (1,4 Gew.%).
Beispiel 3

Es wurden vier verschiedenfarbige erfindungsgemäße Tintenzusammensetzungen mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt.

Bestandteil	zugegebene Menge (Gew.%)
färbender Bestandteil	im Folgenden angegeben
Natriumalginat (Manucol DMF)	0,15
Glycerin	14,0
Diethylenglycol	4,0
Triethylenglycolmonobutylether	4,0
reines Wasser	der Rest bis 100 Gew.%

Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer schwarzen Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war ein Farbstoff, dargestellt durch die folgende Formel:
(3,3 Gew.%). Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer gelben Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war ein Farbstoff, dargestellt durch die folgende Formel:
(2,2 Gew.%). Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer magentafarbenen Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war ein Farbstoff, dargestellt durch die folgende Formel:
(2,2 Gew.%). Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer cyanfarbenen Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war ein Farbstoff, dargestellt durch die folgende Formel:
(2,7 Gew.%).
Beispiel 4

Bestandteil	zugegebene Menge (Gew.%)
färbender Bestandteil	im Folgenden angegeben
Natriumalginat (Manucol DMF)	0,08
Glycerin	12,0
Harnstoff	4,0
Surfynol 465	0,6
Triethylenglycolmonobutylether	2,0
reines Wasser	der Rest bis 100 Gew.%

Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer schwarzen Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Direct Black 166 (2,5 Gew.%). Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer gelben Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Acid Yellow 23 (2,1 Gew.%). Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer magentafarbenen Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Acid Red 52 (1,8 Gew.%). Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer cyanfarbenen Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Acid Blue 9 (1,2 Gew.%).
Beispiel 5

Bestandteil	zugegebene Menge (Gew.%)
färbender Bestandteil	im Folgenden angegeben
Natriumalginat (Manucol DMG)	0,2
Glycerin	14,0
Diethylenglycol	4,5
Harnstoff	3,0
Triethylenglycolmonobutylether	3,0
Ftergent 251	0,1
reines Wasser	der Rest bis 100 Gew.%

Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer schwarzen Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Acid Black 172 (2,5 Gew.%). Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer gelben Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Direct Yellow 86 (2,2 Gew.%). Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer magentafarbenen Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Direct Red 227 (1,9 Gew.%). Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer cyanfarbenen Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Direct Blue 199 (3,9 Gew.%).
Beispiel 6

Bestandteil	zugegebene Menge (Gew.%)
färbender Bestandteil	im Folgenden angegeben
Natriumalginat (Manugel GMD)	0,1
Glycerin	8,0
Diethylenglycol	7,0
Harnstoff	2,0
Surfynol 465	0,5
Triethylenglycolmonobutylether	1,0
reines Wasser	der Rest bis 100 Gew.%

Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer schwarzen Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Acid Black 172 (1,6 Gew.%). Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer gelben Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Direct Yellow 86 (1,8 Gew.%). Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer magentafarbenen Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Acid Red 52 (3,0 Gew.%). Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer cyanfarbenen Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Acid Blue 9 (2,3 Gew.%).
Beispiel 7

Bestandteil	zugegebene Menge (Gew.%)
färbender Bestandteil	im Folgenden angegeben
Natriumalginat (Manugel GND)	0,07
Glycerin	15,0
Surfynol 465	0,8
Ftergent 251	0,1
reines Wasser	der Rest bis 100 Gew.%

Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer schwarzen Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Acid Black 172 (3,2 Gew.%). Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer gelben Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Acid Yellow 23 (1,7 Gew.%). Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer magentafarbenen Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Direct Red 227 (2,3 Gew.%). Der färbende Bestandteil, der für die Herstellung einer cyanfarbenen Tintenzusammensetzung verwendet wurde, war Acid Blue 9 (2,0 Gew.%).
<Referenzbeispiel: Test zur Bewertung der Tinteneigenschaften>
Die in den Beispielen 1 bis 7 hergestellten Tintenzusammensetzungen wurden hinsichtlich verschiedener Eigenschaften bewertet. Die in Beispiel 1 hergestellten Tintenzusammensetzungen enthielten die erfindungsgemäß wesentlichen Bestandteile. Die in Beispiel 2 hergestellten Tintenzusammensetzungen enthielten Natriumalginat mit einem relativ geringen M/G-Verhältnis. Die in Beispiel 3 hergestellten Tintenzusammensetzungen enthielten lediglich einen Farbstoff mit einer Carboxygruppe als färbenden Bestandteil. Die in Beispiel 4 hergestellten Tintenzusammensetzungen enthielten ein festes Feuchthaltemittel. Die in Beispiel 5 hergestellten Tintenzusammensetzungen enthielten ein festes Feuchthaltemittel und ein Mittel, das verhindert, dass die Tintenzusammensetzung zu tief in ein Aufzeichnungsmedium eindringt. Die in Beispiel 6 hergestellten Tintenzusammensetzungen enthielten Natriumalginat mit einem relativ geringen M/G-Verhältnis, ein festes Feuchthaltemittel und ein oberflächenaktives Mittel. Die in Beispiel 7 hergestellten Tintenzusammensetzungen enthielten Natriumalginat mit einem relativ geringen M/G-Verhältnis, ein oberflächenaktives Mittel und ein Mittel, das verhindert, dass die Tintenzusammensetzung zu tief in ein Aufzeichnungsmedium eindringt.
Die für die Tintenstrahlaufzeichnung verwendete Vorrichtung war eine Experimentiervorrichtung mit Tintenstrahldüsen (Typ 48; Durchmesser der Tintenstrahldüsen: 30 μm; Ansteuerspannung für die piezoelektrischen Elemente: 25 V; Betriebsfrequenz: 5,5 kHz; Auflösung: 360 Punkte/inch (dpi); Tropfengröße: 0,05 μg/Tropfen). Für die Bewertung der Druckqualität wurden vier verschiedene Papiersorten verwendet, d. h. PPC-Papier (PPC paper (Handelsname), erhältlich von Xerox Co., Ltd.; RICOPY 6200 (Handelsname), erhältlich von Ricoh Co., Ltd.), Recycling-Papier (Yamayuri (Handelsname), erhältlich von Honshu Paper Co., Ltd.), verleimtes Papier (25% Baumwollanteil; Gilbert Bond (Handelsname), erhältlich von Meed Co., Ltd.), und Qualitätspapier (OK quality paper L (Handelsname), erhältlich von Oji Paper Co., Ltd. Der Begriff "Ausdruck", der hier verwendet wird, bezieht sich auf das Ausdrucken von Buchstaben. Der Begriff "durchgehender Ausdruck", der hier verwendet wird, bezieht sich auf das Ausdrucken einer ununterbrochenen Linie.
(1) Ausbluten von einzelnen Buchstaben
Die Tintenzusammensetzungen, die in den Beispielen 1 bis 7 hergestellt worden waren, wurden zum Ausdrucken von Buchstaben verwendet. Die Druckqualität wurde an Hand der folgenden Kriterien bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
A: es wurde kein oder nur ein sehr geringer Unterschied in der Druckqualität bei den verschiedenen Papieren beobachtet; es wurden kein Ausbluten und keine Whiskerbildung beobachtet
B: es wurden geringe Unterschiede in der Druckqualität bei den verschiedenen Papieren beobachtet; es wurden kein deutliches Ausbluten und keine deutliche Whiskerbildung beobachtet
C: es wurden deutliche Unterschiede in der Druckqualität bei den verschiedenen Papieren beobachtet; das Auftreten von Ausblutungen und Whiskerbildung hing von der Art des verwendeten Papiers ab
D: es wurden deutliche Unterschiede in der Druckqualität bei den verschiedenen Papieren beobachtet; es wurden Ausblutungen und Whiskerbildung auf allen Papieren beobachtet
(2) Ineinanderlaufen von Farben
Unter Verwendung der schwarzen Tintenzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 7 wurden Buchstaben gedruckt, und diese Buchstaben wurden jeweils mit den gelben, magentafarbenen und cyanfarbenen Tintenzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 7 in Form einer ununterbrochenen Linie überdruckt. Dann wurde das Ausmaß des Ausblutens der schwarzen Buchstaben in die verschiedenen Farben an Hand der folgenden Kriterien bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
A: es wurde kein oder nur ein sehr geringer Unterschied in der Druckqualität bei den verschiedenen Papieren beobachtet; es wurden kein Ineinanderlaufen der Farben und keine Whiskerbildung beobachtet
B0: es wurden geringe Unterschiede in der Druckqualität bei den verschiedenen Papieren beobachtet; es wurden kein deutliches Ineinanderlaufen der Farben und keine deutliche Whiskerbildung beobachtet
C: es wurden deutliche Unterschiede in der Druckqualität bei den verschiedenen Papieren beobachtet; das Ineinanderlaufen der Farben und die Whiskerbildung hingen von der Art des verwendeten Papiers ab
D: es wurden deutliche Unterschiede in der Druckqualität bei den verschiedenen Papieren beobachtet; ein Ineinanderlaufen der Farben und Whiskerbildung wurden auf allen Papieren beobachtet
Die gelben, magentafarbenen und cyanfarbenen Tintenzusammensetzungen und die schwarze Tintenzusammensetzung zeigten in allen Tests die gleichen Ergebnisse. Deshalb wird in Tabelle 1 nur ein Ergebnis angegeben.
(3) Fortsetzung des Druckens nach einem Verstopfen des Tintenstrahldruckkopfes
Die Tintenzusammensetzungen, die in den Beispielen 1 bis 7 hergestellt worden waren, wurden jeweils in einen Drucker eingebracht. Dann wurden die jeweiligen Tintenzusammensetzungen zum Drucken verwendet. Nachdem sichergestellt worden war, dass die Tintenzusammensetzung über alle Düsen des Druckkopfes versprüht worden war, wurde der Druckkopf vom Drucker entfernt, um die Zufuhr von Tinte zu unterbrechen. Der Druckkopf wurde dann unverschlossen 7 Tage lang bei einer Temperatur von 40°C und einer relativen Feuchtigkeit von 20% gelagert.
Der Druckkopf wurde dann wieder in den Drucker eingebaut. Dann wurde dem Druckkopf Tinte zugeführt. Die Zeit, die für die Reinigung des Druckkopfes erforderlich war, bis alle Düsen wieder Tinte versprühen konnten, wurde an Hand der folgenden Kriterien bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
a: nach 3 Reinigungsvorgängen konnte wieder Tinte versprüht werden
A: nach 5 Reinigungsvorgängen konnte wieder Tinte versprüht werden
B: nach 6 Reinigungsvorgängen konnte wieder Tinte versprüht werden
C: nach 7 Reinigungsvorgängen konnte noch keine Tinte versprüht werden
Die gelben, magentafarbenen und cyanfarbenen Tintenzusammensetzungen und die schwarze Tintenzusammensetzung zeigten in allen Tests die gleichen Ergebnisse. Deshalb wird in Tabelle 1 nur ein Ergebnis angegeben.
(4) Bewertung der Farbdichte
Die Tintenzusammensetzungen, die in den Beispielen 1 bis 7 hergestellt worden waren, wurden zum Drucken verwendet. Dann wurde die optische Dichte (OD) der bedruckten Fläche unter Verwendung eines Densitometers (Type TR927 Macbeth spectral densitometer) gemessen. Für die mit einer Cyanfarbe bedruckte Fläche wurde ein Rotfilter verwendet. Für die mit einer Magentafarbe bedruckte Fläche wurde ein Grünfilter verwendet. Für die mit einer Gelbfarbe bedruckte Fläche wurde ein Blaufilter verwendet.
Die Prozeduren der Beispiele 1 bis 7 wurden wiederholt, mit der Ausnahme, dass kein Natriumalginat verwendet wurde, um Vergleichstintenzusammensetzungen herzustellen.
Unter Verwendung der Vergleichstintenzusammensetzungen wurde der OD-Wert unter den gleichen Bedingungen wie zuvor beschrieben bestimmt. Die Ergebnisse wurden mit denen verglichen, die bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzungen erhalten worden waren. Die Veränderung des OD-Wertes wurde an Hand der folgenden Kriterien bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
A: der OD-Wert stieg um nicht weniger als 5% an
B: der OD-Wert stieg um weniger als 5% an
C: der OD-Wert nahm um nicht weniger als 5% ab
Die gelben, magentafarbenen, cyanfarbenen und schwarzen Tintenzusammensetzungen und die Vergleichstintenzusammensetzungen zeigten in allen Tests die gleichen Ergebnisse. Deshalb wird in Tabelle 1 nur ein Ergebnis angegeben.
(5) Wasserbeständigkeit
Auf einem Druckpapier wurden Buchstaben und ununterbrochene Linien aufgezeichnet. Der Ausdruck wurde dann 24 Stunden lang bei Raumtemperatur gelagert. Dann wurden 0,5 ml Wasser auf die bedruckte Fläche getropft. Der Ausdruck wurde danach sofort getrocknet. Dann wurde visuell überprüft, ob ein Ausbluten auf dem Ausdruck stattgefunden hatte.
A: es wurde kein Ausbluten beobachtet
B: es wurde ein geringes Ausbluten beobachtet
C: es wurde ein geringes Ausbluten bei den Buchstaben beobachtet, der ununterbrochen
D bedruckte Bereich zeigte ein leichtes Ausbluten über die Umrandung des Ausdruckes hinweg
X: die Buchstaben waren nicht lesbar, die Farbdichte des ununterbrochen bedruckten Bereiches war verringert
(6) Gleichmäßigkeit des ununterbrochen bedruckten Bereiches
Unter Verwendung der in den Beispielen 1 bis 7 hergestellten gelben, magentafarbenen, cyanfarbenen, roten, grünen und blauen Tinten wurden jeweils ununterbrochen bedruckte Bereiche auf einem Papier erzeugt. Die Ausdrucke wurden visuell überprüft, und dann wurde an Hand der folgenden Kriterien bewertet, ob die Farbe der bedruckten Fläche gleichmäßig war. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
A: keine oder nur sehr geringe Farbungleichmäßigkeit im ununterbrochen bedruckten Bereich
B: geringe Farbungleichmäßigkeit im ununterbrochen bedruckten Bereich, aber akzeptabel
C: deutliche Farbungleichmäßigkeit im ununterbrochen bedruckten Bereich, nicht akzeptabel
Die gelben, magentafarbenen und cyanfarbenen Tintenzusammensetzungen sowie die Kombinationen davon zeigten in allen Tests die gleichen Ergebnisse. Deshalb wird in Tabelle 1 nur ein Ergebnis angegeben.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Tinte für die Tintenstrahlaufzeichnung bereit, die ohne Probleme über die Düsen eines Tintenstrahldruckkopfes versprüht werden kann, die zur Erzeugung eines Ausdruckes verwendet werden kann, bei dem kein Ineinanderlaufen von Farben und kein Ausbluten von Farben auftritt, und die die Düsen eines Tintenstrahldruckkopfes nicht verstopft, so dass bei der Farbtintenstrahlaufzeichnung ein qualitativ hochwertiger Ausdruck mit einer hohen Farbdichte erhalten wird.

Claims

Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung, umfassend (A) einen färbenden Bestandteil, der ein Farbstoff mit einer Carbonsäuregruppe oder einer Carboxylatgruppe ist, (B) ein Alginat, (C) ein flüssiges Feuchthaltemittel, enthaltend Glycerin in einer Menge im Bereich von 8 bis 20 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Tintenzusammensetzung, (D) ein Mittel, welches das Eindringen der Tintenzusammensetzung in ein Aufzeichnungsmedium unterstützt, und (E) Wasser.
Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Gewichtsverhältnis von Alginat (B) zu Glycerin im Bereich von 1 : 50 bis 1 : 200 liegt.
Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Mittel (D), welches das Eindringen der Tintenzusammensetzung in ein Aufzeichnungsmedium unterstützt, mindestens ein Material umfasst, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus [I] einem oberflächenaktiven Mittel in einer Konzentration von nicht mehr als der kritischen Micellenkonzentration in der Zusammensetzung, [I] einem einwertigen Alkohol in einer Menge im Bereich von 1 bis 10 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, und [III] einem Derivat eines mehrwertigen Alkohols in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 5 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung.
Tintenzusammensetzung nach Anspruch 2, wobei das Mittel (D), welches das Eindringen der Tintenzusammensetzung in ein Aufzeichnungsmedium unterstützt, mindestens ein Material umfasst, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus [I] einem oberflächenaktiven Mittel in einer Konzentration von nicht mehr als der kritischen Micellenkonzentration in der Zusammensetzung, [II] einem einwertigen Alkohol in einer Menge im Bereich von 1 bis 10 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, und [III] einem Derivat eines mehrwertigen Alkohols in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 5 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung.
Tintenzusammensetzung nach Anspruch 3, umfassend ein oberflächenaktives Mittel vom Acetylenglycol-Typ als oberflächenaktives Mittel [I] in Kombination mit Triethylenglycolmonobutylether als Derivat eines mehrwertigen Alkohols [III].
Tintenzusammensetzung nach Anspruch 4, umfassend ein oberflächenaktives Mittel vom Acetylenglycol-Typ als oberflächenaktives Mittel [I] in Kombination mit Triethylenglycolmonobutylether als Derivat eines mehrwertigen Alkohols [III].
Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend (F) ein festes Feuchthaltemittel.
Tintenzusammensetzung nach Anspruch 7, wobei das feste Feuchthaltemittel (F) in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 20 Gew.% in der Tintenzusammensetzung enthalten ist, bezogen auf das Gewicht der Tintenzusammensetzung.
Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend (G) ein Mittel, das verhindert, dass die Tintenzusammensetzung zu tief in ein Aufzeichnungsmedium eindringt.
Tintenzusammensetzung nach Anspruch 9, wobei das Mittel, das verhindert, dass die Tintenzusammensetzung zu tief in ein Aufzeichnungsmedium eindringt, eine Verbindung mit der Gruppe -SiO- oder eine Fluor enthaltende Verbindung ist.
Tintenzusammensetzung nach Anspruch 9, wobei das Mittel, das verhindert, dass die Tintenzusammensetzung zu tief in ein Aufzeichnungsmedium eindringt, in einer Menge im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.% in der Tintenzusammensetzung enthalten ist, bezogen auf das Gewicht der Tintenzusammensetzung.
Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei als Alginat (B) ein Alginat verwendet wird, das D-Mannuronsäure und L-Guluronsäure in einem Verhältnis (D-Mannuronsäure/L-Guluronsäure) im Bereich von 0,8 bis 1,5 umfasst.
Tintenset für die Farbtintenstrahlaufzeichnung, umfassend mindestens zwei Farbtintenzusammensetzungen, wobei mindestens eine der Tintenzusammensetzungen eine Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1 ist.
Tintenpatrone, enthaltend eine Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1.
Farbtintenpatrone, enthaltend verschiedene Tintenzusammensetzungen, die zusammen ein Tintenset für die Farbtintenstrahlaufzeichnung nach Anspruch 13 bilden, wobei die verschiedenen Tintenzusammensetzungen getrennt voneinander in verschiedenen Kammern der Farbtintenpatrone enthalten sind.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, umfassend eine Tintenpatrone nach Anspruch 14.
Farbtintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, umfassend eine Farbtintenpatrone nach Anspruch 15.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, umfassend die Verwendung einer Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1.