DE69812556T2

DE69812556T2 - Pigmentvorprodukte enthaltende Tintenstrahldrucktinten

Info

Publication number: DE69812556T2
Application number: DE69812556T
Authority: DE
Inventors: Dennis P. Parazak
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 1997-12-12
Filing date: 1998-12-08
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2018-12-09
Also published as: EP0922737A1; DE69812556D1; JPH11246809A; EP0922737B1; US6102996A; KR19990062462A; KR100543997B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Tintenzusammensetzungen, die beim Tintenstrahldrucken verwendet werden; insbesondere weisen die Tintenstrahltintenzusammensetzungen hierin lösliche Pigmentvorläufer auf, die sich nach einer Behandlung mit chemischen Substanzen, Wärme oder Strahlung in unlösliche Pigmente auf dem Druckmedium verwandeln.

Hintergrund der Erfindung

Das Tintenstrahldrucken ist ein anschlagfreier Druckprozeß, bei dem Tintentröpfchen auf Druckmedien, wie z. B. Papier, eine transparente Folie oder Textilien, aufgebracht werden. Niedrige Kosten und eine hohe Qualität der Ausgabe, kombiniert mit einem relativ rauschfreien Betrieb, haben Tintenstrahldrucker zu einer beliebten Alternative zu anderen Typen von Druckern gemacht, die mit Computern verwendet werden. Im wesentlichen beinhaltet ein Tintenstrahldrucken den Ausstoß feiner Tintentröpfchen auf Druckmedien ansprechend auf elektrische Signale, die durch einen Mikroprozessor erzeugt werden.
Es gibt zwei grundlegende Mittel, die gegenwärtig zum Erzielen eines Tintentropfenausstoßes beim Tintenstrahldrucken verfügbar sind: thermisch und piezoelektrisch. Beim thermischen Tintenstrahldrucken wird die Energie zum Tropfenausstoß durch elektrisch erwärmte Widerstandselemente erzeugt, die sich ansprechend auf elektrische Signale von einem Mikroprozessor schnell erwärmen, um eine Dampfblase zu erzeugen, was zu dem Ausstoß von Tinte durch Düsen führt, die den Widerstandselementen zugeordnet sind. Beim piezoelektrischen Tintenstrahldrucken werden die Tintentröpfchen aufgrund der Schwingungen piezoelektrischer Kristalle wieder ansprechend auf elektrische Signale, die durch den Mikroprozessor erzeugt werden, ausgestoßen. Der Ausstoß von Tintentröpfchen in einer bestimmten Reihenfolge bildet alphanumerische Zeichen, Bereichsfüllungen und andere Muster auf dem Druckmedium.
Tinten, die nützlich beim Tintenstrahldrucken sind, sind üblicherweise entweder aus Pigmenten oder Farbstoffen zusammengesetzt. Pigmente sind sehr kleine unlösliche feste Farbmittelteilchen, wobei die Moleküle einander durch intermolekulare Kräfte, wie z. B. eine Van der Waals- Anziehung, pi-pi-Wechselwirkungen oder eine Wasserstoffbrückenbindung, stark zugeordnet. Diese Anziehungskräfte verhindern eine Lösung der Moleküle durch übliche Lösungsmittel, derart, daß dieselben keine Lösungen wie ihre Farbstoffgegenstücke bilden können. Üblicherweise werden Pigmente beim Drucken von Tinte durch ein Suspendieren derselben in einem Flüssigkeitsmedium unter Verwendung eines hochenergetischen Dispersionsprozesses mit der Hilfe von Dispergiermitteln verwendet. Ein Nachteil der Verwendung von Pigmenten besteht darin, daß ihre Dispersionen inhärent thermodynamisch instabil sind und die Pigmentteilchen sich schließlich zu größeren Teilchen agglomerieren, die dazu neigen, sich abzusetzen. Ferner fehlt Pigmenten eine einheitliche Größenverteilung. Agglomerierte und/oder nicht- einheitlich dimensionierte Teilchen führen zu einem "Verlaufen" der Tinten ineinander, wenn in verschiedenen Tintenfarben auf Papiersubstraten gedruckt wird. Zusätzlich zu einem Verlaufen führt die Verwendung dieser Pigmente zu einer längeren Trocknungszeit der Tinte auf dem Druckmedium und zu Problemen mit einer Stiftzuverlässigkeit aufgrund eines Verstopfens und Verkrustens der Tinte in dem Stiftmechanismus.
Eine Technologie wurde entwickelt, um Pigmente einzuschließen, um eine Agglomeration zu reduzieren und eine einheitlichere Größenverteilung zu liefern. Oberflächenmodifizierungen, die keine Einkapselung beinhalten, die die Pigmentoberfläche geeignet zur Suspension in Lösungsmitteln machen, sind ebenso bekannt. Andere vorgeschlagene Lösungen für das Problem der Pigmentagglomeration sind in dem US- Patent 5,531,816 mit dem Titel "Bleed-Alleviated, Waterfast, Pigment-Based Ink-Jet Compositions" und der EP-A- 0839881 mit dem Titel "Bleed Alleviated Aqueous Pigment Dispersion-Based Ink-Jet Ink Compositions" offenbart. Diese Offenbarungen sind auf eine Verlauf- bzw. Zerfließungssteuerung von in Lösungsmittel dispergierten pigmentbasierten bzw. wäßrigen pigmentbasierten Tintenstrahlzusammensetzungen gerichtet. Insbesondere wird eine Verlaufsteuerung für derartige Tinten durch ein Dispergieren des deagglomerierten Pigments in Lösung mittels einer Mikroemulsion erzielt.
Die EP-A-0654711 beschreibt Zusammensetzungen, die einen Pigmentvorläufer, ein Binderpolymer oder einen Polymervorläufer und ein Lösungsmittel aufweisen. Die EP-A-0648817 beschreibt die Umwandlung von stickstoffhaltigen Pigmenten in lösliche Vorläufer, die ohne weiteres regeneriert werden können.
Obwohl diese Lösungen vielversprechend sind, existiert dennoch ein Bedarf nach Tinten auf Pigmentbasis zur Verwendung bei einem Tintenstrahldrucken, die eine reduzierte Agglomeration zeigen und dadurch ein reduziertes Verlaufen, ein schnelles Trocknen auf ein Auftreffen auf das Druckmedium hin und eine verbesserte Leistungszuverlässigkeit. Ferner muß die Druckqualität der Tintenzusammensetzung nicht geopfert werden, um diese Leistungsvorteile zu erzielen.
Jüngste Unterlagen haben ein Verfahren zum Modifizieren unlöslicher Pigmente beschrieben, derart, daß dieselben durch ein Einführen von Substituenten, die Van der Waals- und pi- pi-Wechselwirkungen unterbrechen und/oder die Fähigkeit der Pigmentmoleküle entfernen, intermolekulare Wasserstoffbrückenbindungen zu bilden, in organischen Lösungsmitteln löslich gemacht werden. Diese chemisch modifizierten Pigmente können dann wieder durch das Anlegen von Wärme oder Strahlung zurück in ihre native Form umgewandelt werden. Diese Pigmentvorläufer wurden als "latente" Pigmente bezeichnet.
Die vorliegende Erfindung liefert eine Tinte auf Pigmentbasis, die folgende Merkmale aufweist: a) eine wasserunlösliche organische Phase mit folgenden Merkmalen: 1) zumindest einer wasserunlöslichen organischen Verbindung und 2) zumindest einem Pigmentvorläufer, der durch chemische, thermische, photolytische oder Strahlungsmittel in ein unlösliches Pigment umgewandelt werden kann; und b) eine wäßrige Phase, wobei die Tinte eine Zweiphasenzusammensetzung ist.
Die Tintenstrahltinten dieser Erfindung können in der Form einer wäßrigen Emulsion, einer Mikroemulsion oder eines Liposoms vorliegen, wobei die Pigmentvorläufer in der diskontinuierlichen, nicht-wäßrigen Phase löslich sind. Die Löslichkeit des Pigmentvorläufers in den organischen Lösungsmitteln ermöglicht Tintenformulierungen ohne die Zugabe von dispergierenden Mitteln, Bindemitteln, Polymeren oder Präpolymeren, die üblicherweise für stabile Tinten auf Pigmentbasis benötigt werden.
Farbmittelvorläufer, die geeignet zur Verwendung bei dieser Erfindung sind, sind mit den verbleibenden Komponenten in der Tintenstrahltintenzusammensetzung kompatibel. Wie der Ausdruck "schwersiedende organische Verbindung" hierin verwendet wird, bezieht er sich auf eine organische Verbindung, die einen Dampfdruck aufweist, der ausreichend niedrig im Vergleich mit dem von Wasser ist, so daß nur Wasser während des Normalbetriebs des Tintenstrahls aus der Tinte verdampft.
Ein Verfahren zum Reduzieren eines Verlaufens bei einem Tintenstrahldrucken wird ebenso bereitgestellt, das ein Bereitstellen der oben beschriebenen Tinte und ein Drucken derselben auf ein Druckmedium beinhaltet. Da typische Farbtintenstrahldrucker einen Tintensatz verwenden, der drei Farbtinten und eine einzelne schwarze Tinte aufweist, kommt in Betracht, daß eine oder alle der vier Tinten gemäß der vorliegenden Erfindung formuliert sein können, um ein qualitativ hochwertiges Drucken mit einem reduzierten Verlaufen zu erzielen. Vorzugsweise wären alle vier Tinten in einem Satz von Tintenstrahltinten gemäß der Erfindung formuliert, derart, daß die Druckqualität optimal aus einer verbesserten Trocknungszeit, einer Verlaufsteuerung, einer Einheitlichkeit einer Abdeckung und Dicke und einer verbesserten Zuverlässigkeit profitiert.
Während die Tintenstrahltinten dieser Erfindung schnelle Trockenzeiten und eine Verlaufsteuerung zeigen, können Tintenhersteller wählen, eine wäßrige Emulsions-, Mikroemulsions- oder Liposom-Tintenzusammensetzung durch ein Auswählen des geeigneten Amphiphils zu formulieren. Man geht davon aus, daß das Vorliegen eines Amphiphils wirkt, um die Grenzflächenspannung zwischen dem Wasser und der wasserunlöslichen organischen Komponente zu reduzieren, wobei so ein stabiles Zweiphasensystem gebildet wird.
Die vorliegenden Tintenstrahltintenzusammensetzungen und das Verfahren zum Reduzieren eines Verlaufens und Verbessern einer Stiftzuverlässigkeit können mit einer Vielzahl von Tintenstrahldruckern, wie z. B. kontinuierlichen, piezoelektrischen Tropfen-Auf-Befehl-Druckern und thermischen oder Bubblejet-Tropfen-Auf-Befehl-Druckern, verwendet werden. Ein Drucken kann auf einer Vielzahl von Medien durchgeführt werden; Beispiele umfassen Papier, Textilien und Transparenzfolien. Die Reduzierung eines Verlaufens und eine Trockenzeitverbesserung, die bei der Praktizierung der Erfindung erzielt werden, ermöglichen es, daß Tintenstrahldrucker hohe Druckqualitäten auf eine kostengünstige Weise bewirken.
Alle Konzentrationen hierin sind in Gewichtsprozent, es sei denn, dies ist anderweitig angezeigt. Die Reinheit aller Komponenten ist die, die bei einer normalen kommerziellen Praktizierung für Tintenstrahltinten verwendet wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist ein ternäres Phasendiagramm, das die Zusammensetzungsregion einer Verwendung für Tintenstrahltintenzusammensetzungen zeigt, die eine bestimmte Kombination von organischen Verbindungen, Amphiphil und Wasser aufweisen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Wasserunlösliche organische Verbindung

Beispiele wasserunlöslicher organischer Komponenten, die geeignet bei der Praktizierung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen, wasserunlösliche Ethylenoxy- und Propylenoxy-Öle; wasserunlösliche Mono- oder Polyglykol-Ether; wasserunlösliche Mono- oder Polyglykol- Phenyl-Ether; wasserunlösliche Alkohole; wasserunlösliche Polyole; wasserunlösliche Mono- oder Polyglykol-Ester; wasserunlösliche Terpene; wasserunlösliche Phenole; wasserunlösliche Aldehyde und Ketone; wasserunlösliche Kohlenwasserstoffe; und wasserunlösliche Polyether-modifizierte Polysiloxane, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Allgemein kann jede wasserunlösliche organische Verbindung oder Kombination derselben in der Praktizierung der Erfindung verwendet werden, solange sie den Pigmentvorläufer löslich macht und solange sie mit den anderen Komponenten in der Tintenstrahltintenzusammensetzung kompatibel ist. Spezifische Beispiele wasserunlöslicher organischer Verbindungen, die vorzugsweise bei der Praktizierung der Erfindung verwendet werden, umfassen, jedoch nicht ausschließlich: (1) Ethylen-, Propylen-, Polyethylen- und Polypropylen-Glykol- Phenyl-Ether; (2) Ethylen-, Propylen-, Polyethylen- und Polypropylen-Glykol-Ester, wie z. B. Acrylate; und (3) Benzylalkohol.
Zusätzlich umfassen Beispiele von Kohlenwasserstoffen Toluen, Xylene, Naphthalen und Phenanthren. Weitere Beispiele der wasserunlöslichen organischen Verbindungen umfassen Alpha-Terpineol, Citronellal, Hydroxy-Citronellal, Cyclohexyl-Methanol, Cyclohexanon und seine Alkyl-(C&sub1;-C&sub8;)-Derivate, Cyclohexanol und seine Alkyl-(C&sub1;-C&sub8;)-Derivate, Cyclopentanon und seine Alkyl-(C&sub1;-C&sub8;)-Derivate, Cyclopentanol und seine Alkyl-(C&sub1;-C&sub8;)-Derivate, Eugenol, 1-Heptanol, n-Hexanol, 2-Hexanol, n-Pentanol, Cinnamyl-Alkohol, 2- Ethyl-1,3-Hexandiol, 7-Octen-1,2-Diol, 2,2-Diethyl-1,3-Propandiol, 1-Benzyl-2-Pyrrolidinon, Polycaprolacton-Triol, Zimt-Aldehyd, m-Cresol, 3-Phenyl-1-Propanol, Salicylaldehyd und wasserunlösliche Polyether-modifizierte Polysiloxane, wie z. B. GP-226, bei Genesse Polymers (Flint, MI) erhältlich, und Addid 210, bei Wacker (Adrian, MI) erhältlich. Mono- und Diethylen-Glykol-Phenyl-Ether, Mono- und Dipropylen-Glykol-Phenyl-Ether und Benzyl-Alkohol werden ebenso vorzugsweise bei der Praktizierung der Erfindung verwendet.
Die wasserunlösliche organische Verbindung kann in ihrer Konzentration von etwa 1 Gewichtsprozent bis etwa 99 Gewichtsprozent, vorzugsweise von etwa 1 Gewichtsprozent bis etwa 70 Gewichtsprozent, noch bevorzugter von etwa 3 Gewichtsprozent bis etwa 30 Gewichtsprozent der Tintenstrahltintenzusammensetzung variieren.

Pigmentvorläufer

Die Pigmentvorläufer werden durch folgende Formel dargestellt:
B(Z)z
wobei B eine Farbmittelunterstruktur ist, die zumindest ein N-Atom erhält, z von etwa 1 bis etwa Z ist und Z durch folgende Formeln dargestellt wird:
wobei R eine Alkyl-, Alkenyl-, Alkynyl- oder substituierte Alkyl-, Alkenyl-, Alkynylgruppe ist. Diese Gruppe ist verantwortlich für ein Unterbrechen oder Beseitigen der intermolekularen Wasserstoffbrückenbindung zwischen Pigmentmolekülen, die dafür verantwortlich sind, das Pigment in den meisten Lösungsmitteln unlöslich zu machen. R ist ausgewählt, um größenmäßig ausreichend voluminös zu sein, um die pi-pi- und Van der Waals-Wechselwirkung zwischen Molekülen in planaren, eng gepackten Systemen (wie z. B. in Phthalocyaninen) zu schwächen. Beispiele von R-Gruppen, die geeignet bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, umfassen Ethyl, tert-Butyl, Benzyl, Allyl, tert-Amyl und Isopropyl, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Die Auswahl geeigneter R-Gruppen wird als innerhalb der Fähigkeit von Fachleuten auf diesem Gebiet erachtet. Ohne eingeschränkt zu sein, weist die substituierte oder nicht-substituierte R-Gruppe üblicherweise von etwa 2 bis etwa 10 Kohlenstoffatome auf.
Die Z-Moietät ist durch ein N-Atom an die B-Unterstruktur gebunden. Es ist jedoch nicht notwendig, daß alle N-Atome in B an Z-Moietäten gebunden sind. So kann das Molekül B(Z)z mehrere N-Gruppen enthalten, wobei zumindest eine derselben in B gefunden werden kann und mit Z verbunden ist.
B ist eine Unterstruktur bekannter stickstoffhaltiger Chromophore, die vorzugsweise aus Quinacridon-, Anthraquinon-, Perylen-, Indigo-, Quino-Phthalon-, Isoindolinon-, Isoindolin-, Dioxazin-" Diketopyrrolopyrrol-, Phthalocyanin- oder Azoserien ausgewählt sind.
Spezifische Beispiele geeigneter Pigmentunterstrukturen umfassen:
Der Pigmentvorläufer kann von etwa 0,1 Gewichtsprozent bis etwa 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise von etwa 1 Gewichtsprozent bis etwa 4 Gewichtsprozent der Tintenzusammensetzung darstellen.
Beispiele von Pigmenten (obere Struktur) und ihren Vorläufern (unmittelbar unter der Pigmentstruktur), die nützlich zum Tintenstrahldrucken sind, umfassen: Pigment Violett 19 Pigment Rot 122 Pigment Rot 202 Pigment Rot 209 Pigment Braun 26 Pigment Blau 60 3,6-Diphenyl-1,4-Diketo-Pyrrolo[3,4-c]Pyrrol (DPP) Indigo Pigment Rot 177 Pigment Gelb 139
Siehe EP 654,711, veröffentlicht am 24. Mai 1995 mit Schadel u. a. als Erfindern, für eine Beschreibung zusätzlicher geeigneter Pigmentvorläufer.
Die Erzeugung des Pigments aus dem Vorläufer kann durch jede in der Technik bekannte Einrichtung, um diese Reaktion zu bewirken, erzielt werden. Typische Verfahren umfassen eine thermische Einrichtung, wie z. B. eine erwärmte Trommel oder einen Fixierer (Erwärmen auf eine Temperatur von etwa 40ºC bis etwa 400ºC, vorzugsweise von etwa 100ºC bis etwa 250ºC); eine photolytische Einrichtung, wie z. B. einen Lichtbalken (Belichtung mit Licht mit Wellenlängen von etwa 200 nm bis etwa 500 nm bei einer Leistung von etwa 20 bis 100 mJ/cm²), oder einen Laser (bei Wellenlängen zwischen etwa 200 und 600 nm, vorzugsweise etwa 250 bis 500 nm); oder eine chemische Behandlung, wie z. B. mit einer geeigneten organischen oder anorganischen Säure oder Base.

Bildung des Pigmentvorläufers

Der Pigmentvorläufer kann durch jede herkömmlicherweise bekannte Einrichtung gebildet werden. Allgemein beinhaltet der Prozeß die Reaktion der Pigmentunterstruktur, wobei die reaktiven Stickstoff-Orte mit einem oder mehreren der folgenden Reaktanten verbunden werden: Dicarbonate, Trihalo- Essigsäure-Ester, Säurechloride, N-Hydroxysuccinimidyl- Ester/Carbonate, Carbonate oder Alkylideniminooxy-Ameisensäure-Ester. Siehe US-Patente US 5,484,943 und US 5,561,232 für Beispiele einer Pigmentvorläuferbildung.
Bei einem Beispiel für die obigen Pigment/Pigmentvorläufer- Strukturen wurde das Pigment mit Di-(t-Butyl)-Dicarbonat reagiert, um den t-Butoxy-carbonylierten Pigmentvorläufer zu bilden.

Zweiphasensystem

Die Tintenstrahltinten hierin sind in einem Zweiphasensystem formuliert, wobei eine der Phasen aus Wasser besteht. Dies ermöglicht eine weniger teure Tintenformulierung und reduzierte Umwelt- und Toxizitätsbelange aufgrund einer Reduzierung der Menge verwendeter organischer Lösungsmittel. Reduzierte Konzentrationen von organischem Lösungsmittel in den Tinten reduzieren außerdem eine Entflammbarkeit, einen Lösungsmittelgeruch und Materialkompatibilitätsschwierigkeiten mit dem Tintenstrahlstift.
Zwei-Phasen-Tintenstrahltinten-Trägermittel bestehen aus zwei flüssigen Phasen: der diskontinuierlichen nicht- wäßrigen Phase und der kontinuierlichen wäßrigen Phase. Der Pigmentvorläufer ist in der diskontinuierlichen Phase vorhanden. Im Gegensatz zu früheren Mikroemulsionen, die Pigmente aufweisen, lindert die Verwendung eines Pigmentvorläufers, der in der diskontinuierlichen Phase löslich gemacht ist, den Bedarf, die kolloidale Pigmentoberfläche zu modifizieren oder anderweitig ein Dispergierungsmittel zu verwenden, um das Pigment zu deagglomerieren. So kann die Tintenstrahltintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung in der Form einer kontinuierlichen wäßrigen Phase und einer diskontinuierlichen Phase sein; die diskontinuierliche Phase weist einen Pigmentvorläufer und eine wasserunlösliche organische Verbindung auf. Zumindest ein Amphiphil ist vorzugsweise in beiden Phasen vorhanden. Wahlweise ist zumindest eine zweite organische Verbindung, die mit beiden Phasen mischbar ist, vorhanden. Das Amphiphil, falls vorhanden, wird basierend auf dem Typ des erwünschten Zweiphasensystems ausgewählt. Allgemein führt eine hydrotrope Verbindung in einer Menge, die die wasserunlösliche organische Verbindung vollständig löslich macht, zu einer klaren stabilen Mikroemulsion, wie im Bereich B der Figur. In unterschiedlichen Anteilen kann die hydrotrope Verbindung eine Emulsion bilden, wie im Bereich A der Figur. Wenn das Amphiphil ein oberflächenaktives Mittel ist, kann das Zweiphasensystem üblicherweise zu einer Mikroemulsion, einer Emulsion oder einer liposomalen Dispersion führen. Fachleute auf dem Gebiet der Zweiphasenchemie sind in der Lage, ohne weiteres das geeignete Amphiphil für das erwünschte System auszuwählen.
Man geht davon aus, daß hydrotrope Verbindungen allgemein eine thermodynamisch stabile, isotrope Mikroemulsionslösung liefern, wobei die resultierende isotrope Lösung einen relativ großen Bereich in dem Phasendiagramm einnimmt und eine relativ hohe Oberflächenspannung verglichen mit der von Lösungen aufweist, die durch die Verwendung von oberflächenaktiven Mitteln hergestellt werden. Üblicherweise sollte für eine verbesserte Druckqualität auf einem Papiermedium eine hydrotrope Verbindung verwendet werden, um die wasserunlösliche organische Verbindung löslich zu machen. Andererseits kann man, wenn eine geringere Druckqualität akzeptabel ist, wie z. B. Drucken auf Textilmedien, oberflächenaktive Mittel verwenden, um die wasserunlösliche organische Verbindung löslich zu machen.
Ferner geht man davon aus, daß die Zuverlässigkeit des Tintenstrahlstiftes durch die Verwendung einer zweiten organischen Verbindung verbessert wird, die mit sowohl der wäßrigen als auch der nicht-wäßrigen organischen Phase mischbar ist. Man geht davon aus, daß die optionale zweite organische Verbindung die Bildung von Krusten oder Barten an der Düsenplatte verhindert und so die Stiftzuverlässigkeit verbessert. Wenn ein Stift, der eine Tinte dieser Erfindung enthält, inaktiv ist, verdampft Wasser (jedoch nicht die schwersiedende, wasserunlösliche organische Verbindung oder das schwersiedende zweite organische Lösungsmittel) aus den Düsen. Das Vorliegen des wassermischbaren zweiten organischen Lösungsmittels verhindert eine Krustenbildung (in ungünstigsten Fällen auch als Bärte bekannt), die aus dem Material resultiert, das in der kontinuierlichen Phase vorhanden ist. Das Verhindern der Krustenbildung durch die zweite organische Verbindung verbessert die Zuverlässigkeit des Tintenstrahlstiftes.
Mischbares organisches Lösungsmittel - Das zweite organische Lösungsmittel, oder Co-Lösungsmittel, ist mit sowohl der diskontinuierlichen als auch der kontinuierlichen Phase mischbar. Organische Lösungsmittel, die geeignet in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, umfassen Alkanolamine; Lactame, wie z. B. 2-Pyrrolidon; Glykole; Diole, wie z. B. 1,2- oder 1,5-Pentandiol; Triole; Glykolester; Mono- und Diglykol-Ether, einschließlich Ethylen-Glykol-Mono- Butyl-Ether, Diethylen-Glykol-Ether, Diethylen-Glykol-Mono- Ethyl, Butyl, Hexyl-Ether, Propylen-Glykol-Ether, Dipropylen-Glykol-Ether und Triethylen-Glykol-Ether; mittelkettige Alkohole, wie z. B. 2-Pentyl-Alkohol; oxyalkylierte Alkohole, wie z. B. Alfonic 610-3,5 oder 810-2, erhältlich bei Vista Chemical Co. (Houston, Texas); Acetylen-Polyethylen- Oxide und Polyethylen- und Polypropylen-Oxide, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das zweite Lösungsmittel kann von etwa 0,1 Gewichtsprozent bis etwa 20 Gewichtsprozent der Tintenzusammensetzung darstellen. Vorzugsweise kann es von etwa 0,1 Gewichtsprozent bis etwa 15 Gewichtsprozent darstellen und noch bevorzugter von etwa 0,1 Gewichtsprozent bis etwa 10 Gewichtsprozent der Tintenzusammensetzung. Triethanolamin (TEA), Pentandiol (PDIOL), 2-Pyrrolidon (2 P) oder Mischungen derselben werden bevorzugt.
Amphiphile - Amphiphile werden verwendet, um wasserunlösliche Verbindungen löslich zu machen. Innerhalb der Zweiphasenzusammensetzung besteht die Funktion des Amphiphils darin, die Grenzflächenspannung zwischen Wasser und der wasserunlöslichen organischen Verbindung zu senken und dadurch ein stabiles System zu bilden. Amphiphile befinden sich hauptsächlich auf der Öl-Wasser-Grenzfläche; sie befinden sich jedoch auch in der wäßrigen Phase aufgrund ihrer Löslichkeit in Wasser (insbesondere in dem Fall von hydrotropen Verbindungen).
Für Mikroemulsionen ist die bevorzugteste Klasse von Amphiphilen hierin hydrotrope Verbindungen; das verwendete Amphiphil kann jedoch jedes Amphiphil sein, das eine Mikroemulsion der wasserunlöslichen organischen Verbindung und des Wassers ergibt. Geeignete hydrotrope Amphiphile, wie im allgemeinen andere oberflächenaktive Mittel, machen die wasserunlösliche organische Verbindung in Wasser durch ein Aufbrechen der Verbindung in sehr kleine Tröpfchen und ein Beibehalten dieser Tröpfchen in einer Mikroemulsion löslich. Im Gegensatz zu anderen Klassen von oberflächenaktiven Mitteln jedoch ergeben hydrotrope Amphiphile relativ große Mikroemulsionsregionen in dem Phasendiagramm und machen dieselben so geeigneter für Tintenstrahlanwendungen - eine große Mikroemulsionsregion in dem Phasendiagramm überträgt sich auf einen breiteren Bereich von Trägermittelzusammensetzungen, aus denen zum Formulieren der Tinte ausgewählt wird. Eine große Mikroemulsionsregion in dem Phasendiagramm liefert außerdem robustere Tintenzusammensetzungen, derart, daß Veränderungen an der Zusammensetzung (z. B. aufgrund einer Verdampfung) während einer Stiftruhezeit den Stift nicht nachteilig beeinflussen.
Beispiele von Amphiphilen zur Verwendung hierin umfassen diejenigen, die aus Aminoxiden ausgewählt sind, wie z. B. N,N-Dimethyl-N-Dodecyl-Aminoxid (NDAO); N,N-Dimethyl-N- Tetradecyl-Aminoxid (NTAO); N,N-Dimethyl-N-Hexadecyl-Aminoxid (NHAO); N,N-Dimethyl-N-Octadecyl-Aminoxid (NOAO); und N,N-Dimethyl-N-(Z-9-Octa-Decenyl)-N-Aminoxid (OOAO).
Beispiele häufiger nicht-hydrotroper Amphiphile (oberflächenaktiver Mittel) umfassen Alkyl-Sulfonate, Alkyl-substituierte Benzen-Sulfonate, Naphthalen-Sulfonate, Alkylamin- Oxide, substituierte Ammoniumsalze und die nicht-ionischen Stoffe.
Das hydrotrope Amphiphil kann anionisch, kationisch oder nicht-ionischer Natur sein. Beispiele anioner hydrotroper Amphiphile, die geeignet bei der Praktizierung der Erfindung verwendet werden, umfassen Salze von Benzoesäure, Salicylsäure, Benzensäure, Benzen-Disulfonsäure, Toluen-Sulfonsäure, Xylen-Sulfonsäure, Cymen-Sulfonsäure, Zimtsäure, Octan-Sulfonsäure, Hexan-Sulfonsäure, Butan-Sulfonsäure und Decan-Sulfonsäure, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das Kation, das diesen Salzen zugeordnet ist, kann Na&spplus;, K&supmin;, Li&supmin; oder NH&sub4;&supmin; sein.
Beispiele katonischer hydrotroper Amphiphile, die geeignet bei der Praktizierung der Erfindung verwendet werden, umfassen p-Amino-Benzoesäure-Hydrochlorid, Procain-Hydrochlorid, Koffein; und Salze von Alkylpyridium, Alkyltrimethyl-Ammonium, Benzyltrialkyl-(C1-C4)-Ammonium und Phenyltrimethyl-Ammoniumkationen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das Anion, das diesen Salzen zugeordnet ist, kann z. B. eines der Halogenide, insbesondere Cl, sein.
Beispiele nicht-ionischer hydrotroper Amphiphile, die geeignet bei der Praktizierung der Erfindung verwendet werden, umfassen Resorcinol und Pyrogallol, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Die geeignete Menge von Amphiphil in dem Zweiphasensystem ist die Menge, die die wasserunlösliche organische Verbindung löslich macht. Es wird angemerkt, daß eine Mischung von Amphiphilen bei der Praktizierung der Erfindung verwendet werden kann. Es wird angenommen, daß die Bestimmung der Menge eines bestimmten Amphiphils und seiner Konzentration angesichts der Lehren dieser Erfindung keine übermäßige Experimentierung darstellt.
Mikroemulsionen - Die Menge von Amphiphil, die geeigneterweise in einem bestimmten Zweiphasensystem verwendet wird, kann auf zumindest zwei Weisen bestimmt werden, nämlich durch ein verkürztes Verfahren oder ein systematischeres Verfahren, Bei dem verkürzten Verfahren muß man zuerst die eine oder die mehreren wasserunlöslichen organischen Verbindungen, die eine oder die mehreren optionalen zweiten organischen Verbindungen und Wasser in einem Verhältnis kombinieren, das die erwünschte letztendliche Zusammensetzung der Tintenstrahltintenzusammensetzung wiederspiegelt. Die resultierende Zweiphasenflüssigkeit (Emulsion) wird danach mit dem oder den ausgewählten Amphiphilen titriert, bis eine klare Mikroemulsion erhalten wird, was die Löslichmachung der organischen Verbindung darstellt, derart, daß eine Einphasenlösung erzielt wird. In etwa 1% überschüssiges Amphiphil kann optional hinzugefügt werden, um eine stabile Mikroemulsion sicherzustellen. So werden die geeigneten Beziehungskonzentrationen der einen oder der mehreren wasserunlöslichen organischen Verbindungen, der einen oder der mehreren zweiten organischen Verbindungen, von Wasser und dem einen oder mehreren Amphiphilen durch das oben beschriebene Titrationsverfahren bestimmt.
Falls ausgewählt wird, die geeignete Menge des oder der Amphiphile in einem systematischeren Ansatz zu bestimmen, beinhaltet der erste Schritt den Aufbau eines Phasendiagramms, um die Kombination der wasserunlöslichen organischen Verbindung, des zweiten organischen Lösungsmittels und von Wasser darzustellen. Insbesondere wird ein Phasendiagramm durch ein Kombinieren von Wasser, der einen oder der mehreren wasserunlöslichen organischen Verbindungen und wahlweise des oder der zweiten organischen Lösungsmittel in unterschiedlichen Anteilen, ein Titrieren jeder Mischung gegenüber dem einen oder den mehreren Amphiphilen, bis eine klare Einphasenregion innerhalb des Phasendiagramms (dem ersten Endpunkt) bestimmt wird, aufgebaut. Durch ein weiteres Titrieren über den ersten Endpunkt hinaus können andere Regionen einer Mehrphasen- oder halbfesten Zusammensetzung bestimmt werden (der zweite Endpunkt). Diese Ergebnisse, wenn sie auf einem herkömmlichen Dreiecksdiagramm eingetragen werden, stellen ein Teil-Ternärphasendiagramm dar. So kann man jede Zusammensetzung aus dieser Einphasenregion in der Praktizierung der Erfindung auswählen, vorausgesetzt, die Zusammensetzung erfüllt andere Kriterien für die bestimmte Tintenstrahltintenanwendung. Das zweite organische Lösungsmittel unterteilt zwischen der kontinuierlichen und der diskontinuierlichen Phase.
Liposome - Liposombläschen sind in der Technik bekannt. Allgemein bezieht sich der Ausdruck "Liposom-bildendes Material" auf eine oder mehrere Hauptkomponenten, die tatsächlich Liposombläschen aufweisen. Üblicherweise weisen Liposom-bildende Materialien ein polares Ende und ein nicht-polares Ende auf. Man geht davon aus, daß die Moleküle sich selbst in eine "Doppelschicht"-Struktur organisieren, die zwei Moleküle tief ist und auf eine derartige Weise ausgerichtet, daß jedes nicht-polare Ende mit einem anderen nicht-polaren Ende in Wechselwirkung steht und die polaren Enden einer wäßrigen Lösung ausgesetzt sind. So bilden die Doppelschichten Bläschen, die eine eingeschlossene wäßrige Kammer enthalten.
Beispiele eines Liposom-bildenden Materials sind Tocopherolsuccinat, Tris(Hydroxymethyl)Amino-Methan oder 2-Amino- Ethyl-1,3-Propan-Diol. Siehe US-Patent 5,234,634 von den Erfindern Janoff u. a., das hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist, für eine detailliertere Beschreibung eines Verfahrens bezüglich Tocopherolbläschen. Andere Beispiele von Liposom-bildenden Materialien umfassen Phosphatidycholine, Phosphatidsäuren, Phosphatidylserine, Phosphatidylethanolamine, Sphingolipoide, Phosphatidylglyzerole, Sphingomyeline, Kardiolipine, Glykolipide, Ganglioside, Cholesterin, Cerebroside, Polyethylen-Glykol-Ester und Ether von Fettsäuren und Mischungen derselben.
Üblicherweise weisen die Liposom-bildenden Materialien von etwa 1 Gewichtsprozent bis etwa 30 Gewichtsprozent der letztendlichen Tintenzusammensetzung auf. Bevorzugte Mengen sind derartig, daß das Verhältnis von Pigmentvorläufer zu Liposom-bildendem Material zwischen etwa 2 : 1 und etwa 3 : 1 nach Gewicht ist. Jedes Standardverfahren zum Einschließen oder Einkapseln wasserunlöslicher Materialien kann verwendet werden. Siehe Liposome Technology, veröffentlicht durch CRC Press im Jahr 1993 für eine Erläuterung von Standardmaterialien und Techniken.

Zusätzliche Additiva

Konsistent mit den Anforderungen für diese Erfindung können verschiedene Typen von Additiva in der Tinte verwendet werden, um die Eigenschaften der Tintenzusammensetzung für spezifische Anwendungen zu optimieren. Wie z. B. für Fachleute auf diesem Gebiet ersichtlich ist, können eines oder mehrere Biozide, Fungizide und/oder Schleimverhütungsmittel (mikrobielle Mittel) in der Tintenzusammensetzung verwendet werden, wie dies häufig in der Technik praktiziert wird. Beispiele geeignet verwendeter mikrobieller Mittel umfassen NUOSEPT® (Nudex, Inc.), UCARCIDE® (Union Carbide), VANCIDE® (RT Vanderbildt Co.) und PROXEL® (ICI America), sind jedoch nicht darauf beschränkt. Zusätzlich können Sequestriermittel, wie z. B. EDTA, enthalten sein, um nachteilige Effekte von Schwermetallverunreinigungen zu beseitigen, und Pufferlösungen können verwendet werden, um den pH-Wert der Tinte zu steuern. Oberflächenaktive Mittel können zur Steuerung der Oberflächenspannung zugegeben werden. Andere bekannte Additiva, wie z. B. Viskositätsmodifizierer, können zugegeben werden, um verschiedene Eigenschaften der Tintenzusammensetzungen wie erwünscht zu verbessern.
Optional jedoch können die Zusammensetzungen dieser Erfindung im wesentlichen frei von Polymeren, Dispersanten, Harzen, Bindemitteln mit hohem Molekulargewicht (die ein Molekulargewicht von mehr als etwa 10.000 aufweisen) und Stärken formuliert werden. Mit "im wesentlichen frei" ist weniger als etwa 2 Gewichtsprozent, vorzugsweise weniger als etwa 1 Gewichtsprozent der Tintenzusammensetzung gemeint. Ferner können, obwohl ein zweites mischbares organisches Lösungsmittel in den Zweiphasensystemen dieser Erfindung verwendet werden kann, Formulierungen, wäßrige und insbesondere nicht-wäßrige Formulierungen auch als im wesentlichen frei von dem zweiten Lösungsmittel betrachtet werden.

Beispiel I

Eine Pigmentsuspension wird durch ein Zugeben von 2,95 g (0,0102 Mol) 3,6-Diphenyl-1,4-Diketo-Pyrrolo[3,4-c]Pyrrol (DPP) zu 100 ml molekularem siebgetrockneten Tetrahydrofuran hergestellt. 5,59 g (0,0256 Mol) Di-tert-Butyldicarbonat und 0,65 g (0,00529 Mol) 4-Dimethylaminopyridin (Katalyt) werden dann zu der Mischung zugegeben. Die rote Suspension wird drei Stunden lang bei Raumtemperatur in Abwesenheit von Feuchtigkeit gerührt und führt zu einer grünen Lösung. Das Lösungsmittel wird dann unter Vakuum entfernt und der resultierende gelbe Feststoff wird mit einer wäßrigen 5%-Lösung Natriumhydrogencarbonat, gefolgt durch ein Spülen mit destilliertem Wasser, gewaschen. Das Produkt, N,N'-bis-(tert-Butoxycarbonyl)-3,6-Diphenyl-1,4-Diketo- Pyrrolo[3,4-c]Pyrrol, wird dann unter Vakuum getrocknet.

Beispiel II

Eine Pigmentsuspension wird durch ein Zugeben von 4,43 g (0,0153 Mol) 3,6-Diphenyl-1,4-Diketo-Pyrrolo[3,4-c]Pyrrol (DPP) zu 150 ml molekularem siebgetrockneten Tetrahydrofuran hergestellt. 9,46 g (0,0384 Mol) Di-tert-Pentyldicarbonat und 0,98 g (0,00794 Mol) 4-Dimethylaminopyridin (Katalyt) werden dann zu der Mischung zugegeben. Die rote Suspension wird drei Stunden lang bei Raumtemperatur in Abwesenheit von Feuchtigkeit gerührt und führt zu einer grünen Lösung. Das Lösungsmittel wird dann unter Vakuum entfernt und der resultierende Feststoff wird mit einer wäßrigen 5%- Lösung Natriumhydrogencarbonat, gefolgt durch ein Spülen mit destilliertem Wasser, gewaschen. Das Produkt, N,N'-bis- (tert-Pentoxycarbonyl)-3,6-Diphenyl-1,4-Diketo-Pyrrolo[3,4- c]Pyrrol, wird dann unter Vakuum getrocknet.

Beispiel III

Eine Pigmentsuspension wird durch Zugeben von 1,85 g (0,00504 Mol) C. I. Pigment Gelb 139 zu 100 ml molekularem siebgetrockneten N,N-Dimethylformamid hergestellt. 8,20 g (0,0376 Mol) Di-tert-Butyldicarbonat und 0,35 g (0,00286 Mol) 4-Dimethylaminopyridin (Katalyt) werden dann zu der Mischung zugegeben. Die orange Suspension wird sieben Tage lang in Abwesenheit von Feuchtigkeit gerührt. Die Mischung wird dann zu 300 ml gekühltem destillierten Wasser unter kräftigem Rühren hinzugefügt und 30 bis 45 Minuten lang gemischt. Die Mischung wird dann gefiltert und das rohe feste Produkt wird in 50 ml Methanol gelöst und wieder gefiltert, um den unlöslichen Teil zu entfernen. 250 ml destilliertes Wasser wird zu dem Filtrat zugegeben. Der resultierende Niederschlag wird dann durch Filtration entfernt und unter Vakuum getrocknet.

Beispiel IV

Eine Pigmentsuspension wird durch Zugeben von 1,88 g (0,00405 Mol) CI Pigment Rot 177 zu 100 ml molekularem siebgetrockneten N,N-Dimethylformamid hergestellt. 12,13 g (0,0556 Mol) Di-tert-Butyldicarbonat und 0,23 g (0,00188 Mol) 4-Dimethyl-Aminopyridin (Katalyt) werden dann zu der Mischung zugegeben und bei Raumtemperatur 24 Stunden lang gerührt. Die Mischung wird dann in 250 ml kaltes destilliertes Wasser gegossen und 30 Minuten lang schnell umgerührt. Der gelbe Niederschlag wird dann mit destilliertem Wasser gewaschen und unter reduziertem Druck bei Raumtemperatur getrocknet.

Beispiel V (nicht gemäß der Erfindung)

3,0 g N,N'-bis-(t-Butoxycarbonyl)-3,6-Diphenyl-1,4-Diketo- Pyrrolo[3,4-c]Pyrrol (siehe Beispiel I) werden in 97,0 g Xylen gelöst. Die resultierende Tintenzusammensetzung wird acht Stunden lang gemischt.
Die Tintenformulierung wird zu einer herkömmlichen Tintenstrahlkassette zugegeben und verwendet, um auf einfachem Papier mit entweder einem thermischen Tintenstrahl- oder einem Piezo-Tintenstrahl-Drucker zu drucken. Nach einem Drucken wird das bedruckte Papier durch einen Fixierer (wie bei Laserdruckern verwendet) bei einer Temperatur von 180 bis 190ºC mit einer Rate von 10 mm/sek geführt. Der gedruckte Pigmentvorläufer wird von gelb durch eine Gasbeseitigung von Kohlendioxid und Isobuten in das native rote Pigment umgewandelt und wird auf der gedruckten Seite ohne weiteres sichtbar. Die Tintenzusammensetzung liefert einen qualitativ hochwertigen Druck mit geringem oder keinem Verlaufen und einer Leistung, die gleich herkömmlichen Tintenformulierungen unter Verwendung des nativen Pigmentes ist. Ferner weist dieselbe eine schnelle Trocknungszeit auf.

Beispiel VI

3,0 g N,N'-bis-(t-Butoxycarbonyl)-3,6-Diphenyl-1,4-Diketo- Pyrrolo[3,4-c]Pyrrol (siehe Beispiel I) werden in 30,0 g Ethylen-Glykol-Monophenyl-Ether gelöst. Nach der Lösung wird die Pigmentvorläuferlösung zu einer Lösung aus 8,0 g Natriumxylen-Sufonat in 59,0 g deionisiertem Wasser hinzugefügt und gründlich gemischt, um eine Mikroemulsion zu bilden.
Die resultierende Mikroemulsionstintenformulierung wird zu einer herkömmlichen Tintenstrahlkassette zugegeben und verwendet, um auf einfachem Papier mit entweder einem thermischen Tintenstrahl- oder einem Piezo-Tintenstrahl-Drucker zu drucken. Nach einem Drucken wird das bedruckte Papier durch einen Fixierer (wie bei Laserdruckern und Kopierern verwendet) bei einer Temperatur von 180 bis 190ºC mit einer Rate von 10 mm/sek geführt. Der gelbe Pigmentvorläufer wird durch eine Gasbeseitigung von Kohlendioxid und Isobuten wieder zurück in das native Rotpigment umgewandelt und wird auf der gedruckten Seite ohne weiteres sichtbar. Die Tintenzusammensetzung liefert einen qualitativ hochwertigen Druck mit geringem oder keinem Verlaufen und einer Leistung, die gleich herkömmlichen Tintenformulierungen unter Verwendung des nativen Pigmentes ist. Ferner weist dieselbe eine schnelle Trocknungszeit auf.

Beispiel VII

3,0 g N,N'-bis-(t-Butoxycarbonyl)-3,6-Diphenyl-1,4-Diketo- Pyrrolo[3,4-c]Pyrrol (siehe Beispiel I) wird in 30,0 g Ethylen-Glykol-Monophenyl-Ether gelöst. Nach der Lösung wird die Pigmentvorläuferlösung zu einer Lösung aus 5,0 g Natrium-Xylen-Sulfonat in 62,0 g deionisiertem Wasser hinzugefügt und gründlich gemischt, um eine Emulsion zu bilden.
Die resultierende Emulsionstintenformulierung wird zu einer herkömmlichen Tintenstrahlkassette hinzugefügt und verwendet, um auf einfachem Papier mit entweder einem thermischen Tintenstrahl- oder einem Piezo-Tintenstrahl-Drucker zu drucken. Nach einem Drucken wird das bedruckte Papier durch einen Fixierer (wie bei Laserdruckern und Kopieren verwendet) bei einer Temperatur von 180 bis 190ºC mit einer Rate von 10 mm/sek geführt. Der gelbe Pigmentvorläufer wird durch eine Gasbeseitigung von Kohlendioxid und Isobuten wieder zurück zu dem nativen roten Pigment umgewandelt und wird auf der gedruckten Seite ohne weiteres sichtbar. Die Tintenzusammensetzung liefert einen qualitativ hochwertigen Druck mit geringem oder keinem Verlaufen und einer Leistung, die gleich herkömmlichen Tintenformulierungen unter Verwendung des nativen Pigmentes ist. Ferner weist dieselbe eine schnelle Trocknungszeit auf.

Beispiel VIII

36,0 g N,N'-bis-(t-Butoxycarbonyl)-3,6-Diphenyl-1,4-Diketo- Pyrrolo[3,4-c]Pyrrol (siehe Beispiel I) werden in 100 g Cyclopentanon dispergiert. Die Pigmentvorläuferdispersion wird dann mit 415 g deionisiertem Wasser, 36,0 g Diethylen- Glykol, 10,6 g Vitamin E-Succinat und 2,4 g Tris-Puffer gemischt. Diese Mischung wird dann bei einem Druck von 69 MPa (10.000 psi) mikro-fluidisiert, bis die Teilchengröße auf 125 nm reduziert ist. 75,0 g des obigen Pigmentkonzentrats werden dann mit 25,0 g 4%-Triton® CF21-Oberflächenaktivmittel in deionisiertem Wasser verdünnt, um die letztendliche Tinte zu ergeben.
Die resultierende Tintenformulierung wird zu herkömmlichen Tintenstrahlkassetten hinzugefügt, und verwendet, um auf einfachem Papier mit entweder einem thermischen Tintenstrahl- oder einem Piezo-Tintenstrahl-Drucker zu drucken. Nach einem Drucken wird das bedruckte Papier durch einen Fixierer (wie bei Laserdruckern und Kopierern verwendet) bei einer Temperatur von 180 bis 190ºC mit einer Rate von 10 mm/sek geführt. Der gelbe Pigmentläufer wird durch eine Gasbeseitigung von Kohlendioxid und Isobuten wieder zurück zu dem nativen roten Pigment umgewandelt und wird auf der bedruckten Seite ohne weiteres sichtbar. Die Tintenzusammensetzung liefert einen qualitativ hochwertigen Druck mit geringem oder keinem Verlaufen und einer Leistung, die gleich herkömmlichen Tintenformulierungen unter Verwendung des nativen Pigmentes ist.
Es ist zu erwarten, daß die vorliegenden Tintenstrahltintenzusammensetzungen und das Verfahren zum Steuern eines Verlaufens und Reduzieren einer Trocknungszeit mit einer verbesserten Zuverlässigkeit beim Tintenstrahldrucken, wie sie hierin offenbart sind, eine kommerzielle Verwendung beim Tintenstrahldrucken finden. Es ist für Fachleute auf diesem Gebiet ohne weiteres ersichtlich, daß verschiedene Veränderungen und Modifizierungen einer offensichtlichen Natur durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung, die durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, abzuweichen.

Claims

1. Eine Tintenzusammensetzung auf Pigmentbasis, die folgende Merkmale aufweist:

a) eine wasserunlösliche organische Phase mit folgenden Merkmalen:

1) zumindest einer wasserunlöslichen organischen Verbindung; und

2) zumindest einem Pigmentvorläufer, der durch chemische, thermische, photolytische oder Strahlungs-Mittel in ein unlösliches Pigment umgewandelt werden kann; und

b) eine wäßrige Phase,

wobei die Tinte eine Zweiphasenzusammensetzung ist.

2. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, bei der die wasserunlösliche organische Verbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus wasserunlöslichen Ethylenoxy- Ölen, wasserunlöslichen Propylenoxy-Ölen, wasserunlöslichen Monoglykol-Ethern, wasserunlöslichen Polyglykol-Ethern, wasserunlöslichen Monoglykol-Phenyl- Ethern, wasserunlöslichen Polyglykol-Phenyl-Ethern, wasserunlöslichen Alkoholen, wasserunlöslichen Monoglykol-Estern, wasserunlöslichen Polyglykol-Estern, wasserunlöslichen Terpenen, wasserunlöslichen Phenolen, wasserunlöslichen Aldehyden und Ketonen, wasserunlöslichen Polyether-modifizierten Polysiloxanen, wasserunlöslichen Kohlenwasserstoffen und Mischungen derselben besteht.

3. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 2, bei der die eine wasserunlösliche organische Verbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Monoethylen-Glykol-Phenyl- Ethern, Polyethylen-Glykol-Phenyl-Ethern, Monopropylen-Glykol-Phenyl-Ethern, Polypropylen-Glykol-Phenyl- Ethern, Ethylen-Glykol-Estern, Propylen-Glykol-Estern, Polyethylen-Glykol-Estern, Polypropylen-Glykol-Estern, Toluen, Xylenen, Naphtalen, Phenanthren, Benzylalkohol, Alpha-Terpineol, Citronellal, Hydroxy-Citronellal, Cyclohexyl-Methanol, Cyclohexanon und seinen (C1-C8)-Derivaten, Cyclohexanol und seinen Alkyl-(C1 -C8)-Derivaten, Cyclopentanon und seinen (C1-C8)- Derivaten, Cyclopentanol und seinen Alkyl-(C1-C8)- Derivaten, Eugenol, 1-Heptanol, n-Hexanol, 2-Hexanol, n-Pentanol, Cinnamyl-Alkohol, Zimt-Aldehyd, m-Cresol, 3-Phenyl-1-Propanol, Salicylaldehyd, 2-Ethyl-1,3- Hexandiol, 7-Octen-1,2-Diol, 2,2-Diethyl-1,3-Propandiol, 1-Benzyl-2-Pyrrolidinon, Polycaprolacton-Triol, 3-Phenyl-1-Propanol und Mischungen derselben besteht.

4. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, bei der der Pigmentvorläufer von einer Pigmentunterstruktur bekannter stickstoffhaltiger Chromophoren abgeleitet ist.

5. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 4, bei der die stickstoffhaltige Chromophoren-Unterstruktur aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Quinacridon-, Anthraquinon-, Perylen-, Indigo-, Quino-Phtalon-, Isoindolinon-, Isoindolin-, Dioxazin-, Diketopyrrolopyrrol-, Phtalocyanin-, Azo-Serien und Mischungen derselben besteht

6. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 5, bei der die Unterstrukturen folgende Formeln aufweisen:

7. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, bei der die wasserunlösliche organische Verbindung in der Komponente a) der Tintenzusammensetzung in einer Menge vorhanden ist, die von etwa 1 bis etwa 99 Gewichtsprozent variiert, und bei der der Pigmentvorläufer in der Komponente a) der Tintenstrahlzusammensetzung in einer Menge vorhanden ist, die von etwa 0,1 bis etwa 10 Gewichtsprozent variiert.

8. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, die ferner zumindest ein Amphiphil aufweist, wobei das Amphiphil in einer Menge vorhanden ist, die ausreicht, um die wasserunlösliche organische Verbindung löslich zu machen.

9. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 8, bei der das zumindest eine Amphiphil aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Alkyl-Sulfonaten, alkylsubstituierten Benzen- Sulfonaten, Naphtalen-Sulfonaten, Alkylamin-Oxiden, substituierten Ammoniumsalzen, nicht-ionischen oberflächenwirksamen Mitteln und Mischungen derselben besteht.

10. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 8, wobei die Zusammensetzung eine Mikroemulsion ist.

11. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 8, wobei die Zusammensetzung eine Emulsion ist.

12. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 10, bei der das Amphiphil hydrotrop ist und aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Salzen von Benzoesäure, Salycilsäure, Benzen-Sulfonsäure, Benzen-Disulfonsäure, Toluen- Sulfonsäure, Xylen-Sulfonsäure, Cumen-Sulfonsäure, Cymen-Sulfonsäure, Zimtsäure, Oktan-Sulfonsäure, Hexan- Sulfonsäure, Butan-Sulfonsäure, Dekan-Sulfonsäure, p- Amino-Benzoesäure-Hydrochlorid, Procain-Hydrochlorid, Koffein, Salzen von Alkylpyridium, Alkyltrimethyl- Ammonium, Benzyltrialkyl-(C1-C4)-Ammonium, Phenyltrimethyl-Ammonium-Kationen, Resorcinol, Pyrogallol und Mischungen derselben besteht.

13. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 12, bei der das hydrotrope Amphiphil aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Natrium-Xylen-Sulfonat, Natrium-Salicylat, Natrium-Benzoat und Mischungen derselben besteht.

14. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, die ferner eine zweite organische Verbindung aufweist, die mit sowohl der wäßrigen Phase als auch der organischen Phase mischbar ist.

15. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 14, bei der das zweite organische Lösungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Alkanolaminen, Lactamen, Glykolen, Diolen, Triolen, Glykolestern, Monoglykol-Ethern, Diglykol-Ethern, mittelkettigen Alkoholen, oxyalkylierten Alkoholen, Acetylen-Polyethylen-Oxiden, Polyethylen-Oxiden, Polypropylen-Oxiden und Mischungen derselben besteht.

16. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 15, bei der das zweite organische Lösungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus 2-Pyrrolidon, 1,2-Pentandiol, 1,5- Pentandiol, Ethylen-Glykol-Moriobutyl-Ether, Diethylen- Glykol-Ethern, Diethylen-Glykol-Monoethyl-Ether, Diethylen-Glykol-Monobutyl-Ether, Diethylen-Glykol-Monohexyl-Ether, Propylen-Glykol-Ether, Dipropylen-Glykol- Ether, Triethylenglykol-Ether, 2-Pentylalkohol, Acetylen-Polyethylen-Oxid, Polyethylen-Oxid, Polypropylen- Oxid und Mischungen derselben besteht.

17. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, bei der die Tintenzusammensetzung in der Form eines Liposoms vorliegt.

18. Ein Verfahren zum Tintenstrahldrucken, mit folgenden Schritten:

1) Bereitstellen einer Tintenstrahltintenzusammensetzung auf Pigmentbasis gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche; und

2) Drucken der Tintenzusammensetzung mittels eines Tintenstrahlstiftes auf ein Druckmedium,

19. Ein Verfahren zum Tintenstrahldrucken gemäß Anspruch 18, das ferner den Schritt eines lokalen Regenerierens des Pigmentes aus dem Pigmentvorläufer durch chemische, photolytische oder thermische Mittel, durch Laser oder durch eine Strahlungsquelle aufweist.