DE3510537A1

DE3510537A1 - Waessrige tinte fuer den tintenstrahldruck

Info

Publication number: DE3510537A1
Application number: DE19853510537
Authority: DE
Inventors: Eiichi Ichikawa Chiba Akutsu; Tamotsu Numazu Shizuoka Aruga; Kakuji Shizuoka Murakami
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1984-03-22
Filing date: 1985-03-22
Publication date: 1985-10-03
Also published as: US4581071A; JPS60199079A; GB2156372B; GB8507092D0; GB2156372A; USRE33155E

Description

WÄSSRIGE TINTE FÜR DEN TINTENSTRAHLDRUCK

Die Erfindung betrifft eine wässrige Tinte für den Tintenstrahldruck unter Verwendung eines Punktdruckers sowie zur Verwendung in Kugelschreibern und Füllfederhaltern.

Es ist bereits eine wässrige Tinte für den Tintenstrahldruck bekannt, die einen halogenierten Xanthen-Farbstoff der folgenden Formel I enthält:
Br Br

(D

Cl

Obwohl dieser Farbstoff einen ausgezeichneten Farbton ergibt und in Wasser und mehrwertigen Alkoholen gut löslich ist, hat er den Nachteil, daß er beim Belichten schnell verblaßt.

Es ist auch eine wässrige Tinte für den Tintenstrahldruck bekannt, die einen anderen Xanthen-Farbstoff der folgenden Formel II enthält: p¹_mh

30 in der R¹ und R²

oder

(II)

(R⁵)nv (R⁶)n

(R") η

(R⁶)k . (R⁸)m

bedeuten, wobei R , R , R und R niedere Alky!gruppen,

Aminogruppen, SuIfonsäuregruppen in Form eines Alkalimetallsalzes oder Carboxylgruppen in Form eines Alkalimetallsalzes sind, R eine SuIfonat (-SO-. )- oder Carboxylat (-C00 )-

4
Gruppe darstellt, R eine niedere Alkylgruppe, eine Aminogruppe, eine Sulfonsäuregruppe in Form eines Alkalimetallsalzes oder eine Carboxylgruppe in Form eines Alkalimetallsalzes bedeutet und k, 1, m und η den Wert 0, 1 oder 2 haben.

Dieser Farbstoff der Formel II bleicht nicht beim Belichten, da er hohe Lichtbeständigkeit besitzt, jedoch ist sein Farbton etwas schlechter als der des erstgenannten Purpurfarbstoffs und er ist auch nicht so gut in Wasser und mehrwertigen Alkoholen löslich.

Purpurfarbstoffe sollen im allgemeinen starke Absorptionspeaks im Wellenlängenbereich von 500 bis 600 nm aufweisen. Die meisten Purpurfarbstoffe absorbieren jedoch auch an der Basis der Absorptionskurven, z. B. in den Bereichen von bis 500 nm und von 600 bis 700 nm. Aufgrund dieser Spektralabsorptionen ist der Farbton derartiger Purpurfarbstoffe unbefriedigend. Ein Purpurfarbstoff mit einem scharfen Absorptionspeak in dem erstgenannten Wellenlängenbereich ist jedoch empfindlich und verblaßt leicht beim Belichten. Er ist daher zur Verwendung in Tinten für den Tintenstrahldruck ungeeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine wässrige Purpurtinte für den Tintenstrahldruck bereitzustellen, die gegenüber herkömmlichen Tinten dieser Art einen verbesserten Farbton und verbesserte Lichtbeständigkeit aufweist.

Gegenstand der Erfindung ist eine wässrige Tinte, die eine Mischung der beiden vorstehend genannten Purpurfarbstoffe on der Formel I und II, ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von 100⁰C oder höher, Wasser und

— j _

ein Konservierungs- und Antischimmelmittel enthält.

Wie bereits erwähnt, ist der Farbstoff der Formel I in Wasser und mehrwertigen Alkoholen gut löslich und besitzt einen ausgezeichneten Farbton, jedoch schlechte Lichtbeständigkeit. Der Farbstoff der Formel II besitzt ausgezeichnete Lichtbeständigkeit, ist jedoch in Wasser und mehrwertigen Alkoholen nicht so gut löslich und auch sein Farbton ist etwas schlechter. Da der Farbstoff der Formel I und der Farbstoff der Formel II hohe gegenseitige Affinität zeigen und der Farbstoff der Formel I in Wasser und mehrwertigen Alkohlen sehr gut löslich ist, ist auch die Mischung der Farbstoffe der Formeln I und II in Wasser und mehrwertigen Alkoholen sehr gut löslich und äußerst lichtbeständig, möglicherweise deshalb, weil der Farbstoff der Formel II, der hohe Lichtbeständigkeit besitzt, den Farbstoff der Formel I in der Mischung schützt. Als Ergebnis erhält man eine Purpurfarbstoffmischung, die für Strahldrucktinten geeignet ist.

Vorzugsweise beträgt das Gewichtsverhältnis des Farbstoffs der Formel I zu dem Farbstoff der Formel II 1:3 bis 3:1 und die Gesamtmenge der beiden Farbstoffe in der erfindungsgemäßen Tinte macht vorzugsweise 2,0 bis 5,0 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der wässrigen Tinte aus.

Als wasserlösliche organische Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von 100⁰C oder höher eignen sich z. B. Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, PoIyethylenglykole (z. B. mit einem Molekulargewicht von etwa 200, etwa 300 oder etwa 400) sowie Glycerin und deren Mischungen. Wenn der Siedepunkt der organischen Lösungsmittel unter 100⁰C liegt, dampfen diese leicht aus der Tinte ab, so daß die Düsen bei Nichtgebrauch durch Festkomponenten aus der Tinte verstopft werden.

Vorzugsweise beträgt die Menge des wasserlöslichen organischen Lösungsmittels 10 bis 40 Gewichtsprozent, insbesondere 15 bis 30 Gewichtsprozent, und die Wassermenge 80 bis 50 Gewichtsprozent, insbesondere 75 bis 60 Gewichtsprozent.

Als Konservierungs- und Antischimmelmittel eignen sich z. B. 2,2-Dimethyl-6-acetoxy-dioxan-l,3-dehydronatriumacetat, p-Hydroxybenzoesäurebutylester, Kaliumsorbat, das Natriumsalz von 2-Pyridinthiol-l-oxid, Deltop 33 (von der Takeda Chemical Industries Ltd.) und Bioside 880 (von der Taisho Co., Ltd.).

Der pH der erfindungsgemäßen Tinte liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 9,7 bis 10. Bei einem pH von weniger als 9,7 absorbiert die Tinte in der Luft enthaltenes CO-, so daß der pH absinkt und Metallteile der Düsen (z. B. aus Ni) mit der Zeit korrodieren.

Im folgenden sind spezielle Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare Farbstoffe der Formel II genannt:

SO₃Na

CH₃

(ID-2

NaO₃

'SO₃Na

SO₃Na

CH₃

(ID-3

SO₃Na

NH₂ NH₂

(II)-4

NaOsS

SO₃Na

(II)-5

SO₃Lx

SO₃Li

(ID-6

SO₃Na CH₃ SO₃Na

SO 3 Na CH₃

(ID-7

SO₃Na

SOsNa

(ID-8

CH₃

SO

O₃Na

SO₁Na

(ID-9

Na SO₃Na

SO₃Na

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Ein Gemisch der folgenden Komponenten wird hergestellt:

Purpurfarbstoff (I) Purpurfarbstoff (H)-I Glycerin Diethylenglykol

Konservierungs- und Antischimmelmittel (Deltop 33)

Ionenausgetauschtes Wasser

Gewichtsteile

2,5

1,0 10 10

0,5

75

Zu der Mischung wird eine geringe Menge Natriumcarbonat gegeben, um den pH auf 10 einzustellen. Die Mischung wird auf 70⁰C erhitzt, bei dieser Temperatur 4 Stunden gerührt und dann durch ein 0,22 μΐη-Membranfilter filtriert, wobei man eine erfindungsgemäße Tinte Nr. 1 erhält.

Beispiel 2

Eine Mischung der folgenden Komponenten wird hergestellt:

Gewichtsteile

Purpurfarbstoff (I) 2,5

Purpurfarbstoff (II)-3 1,5

Glycerin 20

Diethylenglykol 25

Konservierungs- und Antischimmelmittei 0,5

(Deltop 33)

Ionenausgetauschtes Wasser 60

Zu der Mischung wird eine geringe Menge Natriumhydroxid gegeben, um den pH auf 9,7 einzustellen. Die Mischung wird auf 70⁰C erhitzt, 4 Stunden bei dieser Temperatur gerührt und dann durch ein 0,22 μΐη-Membranfilter filtriert, wobei man eine erfindungsgemäße Tinte Nr. 2 erhält.

Beispiel 3

Eine Mischung der folgenden Komponenten wird hergestellt:

Gewichtsteile

Purpurfarbstoff (I) 1,5

Purpurfarbstoff (II)-4 1,0

Purpurfarbstoff (II)-6 2,0

Glycerin 25

Diethylenglykol 20

Konservierungs- und Antischimmelmxttel 0,5

(Deltop 33)

Ionenausgetauschtes Wasser 50

Zu der Mischung wird eine geringe Menge Natriumhydroxid gegeben, um den pH auf 9,8 einzustellen. Die Mischung wird

auf 7O⁰C erhitzt, 4 Stunden bei dieser Temperatur gerührt und dann durch ein 0,22 μΐη-Membranfilter filtriert, wobei man eine erfindungsgemäße Tinte Nr. 3 erhält.

Vergleichsbeispiel 1

Eine Mischung der folgenden Komponenten wird hergestellt:

Gewichtsteile

Purpurfarbstoff (I) 3,5

Glycerin 10

Diethylenglykol 10

Konservierungs- und Antischimmelmittel 0,5

(Deltop 33)

Ionenausgetauschtes Wasser 75

Zu der Mischung wird eine geringe Menge Natriumcarbonat gegeben, um den pH auf 10 einzustellen. Die Mischung wird auf 70⁰C erhitzt, 4 Stunden bei dieser Temperatur gerührt und dann durch ein 0,22 μΐη-Meinbranfilter filtriert, wobei man eine Vergleichstinte Nr. 1 erhält.

Vergleichsbeispiel 2
Eine Mischung der folgenden Komponenten wird hergestellt:

Gewichtsteile

Purpurfarbstoff (H)-I 3,5

Glycerin 10

Diethylenglykol 10

Konservierungs- und Antischimmelmittel . 0,5 (Deltop 33)

Ionenausgetauschtes Wasser 75

Zu der Mischung wird eine geringe Menge Natriumcarbonat gegeben, um den pH auf 10 einzustellen. Die Mischung wird

auf 70⁰C erhitzt, 4 Stunden bei dieser Temperatur gerührt und dann durch ein 0,22 μΐη-Membranfilter filtriert, wobei man eine Vergleichstinte Nr. 2 erhält.

Die hergestellten erfindungsgemäßen Tinten Nr. 1 bis 3 und die Vergleichstinten Nr. 1 und 2 werden den folgenden Tests unterzogen:

Test 1

100 g jeder Tinte werden durch ein 0,5 μΐη-Membranfilter unter einem Druck von 2 atm filtriert und die zum Durchfiltrieren der Tinte erforderliche Zeit t, wird gemessen. Jede Tinte wird in ungefiltertem Zustand 2 Monate aufbewahrt und dabei einem Kühl-Heiz-Cyclus von jeweils 12 Stunden bei -10⁰C und 12 bei 40⁰C unterworfen. Nach dieser Behandlung wird die Tinte auf die oben beschriebene Weise durch dasselbe Membranfilter filtriert und die zum Durchfiltrieren erforderliche Zeit t~ wird gemessen. Die prozentuale Zunahme der zum Durchfiltrieren erforderlichen Zeit errechnet sich nach folgender Formel:

χ 100 %

^tl

Test 2

Dieselbe wässrige Tinte wird in 10 Tintenstrahlköpfe eingefüllt, die jeweils eine Düse mit einem Durchmesser von 40 μπι aufweisen, und aus den Tintenstrahlköpfen unter einem

2
Druck von 3,5 kg/cm und einer Schwingungsfrequenz von 100 kHz auf ein Blatt Normalpapier gespritzt, das sich in einem Abstand von 30 mm von den Düsen befindet. Hierdurch läßt sich eine erste Tintenaufpral!position bestimmen.

Die Tinte wird 2 Monate bei 40⁰C und 30 % rF ungebraucht stehengelassen. Nach diesem Lagerungstest wird die Tinte wiederum aus den 10 Tintenstrahlköpfen unter den oben genannten Bedingungen auf das Normalpapier gespritzt, wodurch sich eine zweite Aufprallposition bestimmen läßt. Die Abweichung der zweiten Tintenaufprallposition von der ersten wird festgestellt.

Test 3

Die Dichte d, eines in dem Test 2 auf dem Normalpapier gedruckten Bildes wird gemessen, worauf man das Bild 5 Stunden bei 40°c und 80 % rF mit einer Kohlebogenlampe belichtet. Anschließend wird die Dichte d~ des belichteten Bildes gemessen. Die prozentuale Abnahme der Bilddichte nach dem Belichten errechnet sich nach folgender Formel:

^dl -

x 100 %

In den Tests werden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Tabelle

Wässrige Tinte	Test 1 (%)	Test 2 (Mm)	Test 3 (%)
Nr. 1	4	40	8
Nr. 2	7	25	6
Nr. 3	5	18	7
Vergleichs tinte Nr. 1	21	23	35
Vergleichs tinte Nr. 2	26	145	5

- 15 -

3510S37

In Test 1 beträgt die prozentuale Zunahme der Filtrierzeit vorzugsweise nicht mehr als 10 %.

In Test 2 beträgt die Abweichung vorzugsweise nicht mehr als 100 μπι.

In Test 3 beträgt die prozentuale Dichteabnahme vorzugsweise nicht mehr als 10 %.

Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäßen Tinten weit bessere Haltbarkeit, Ejektionsstabilität und Lichtbeständigkeit als die Vergleichstinten aufweisen, die entweder den Purpurfarbstoff der Formel I oder den Purpurfarbstoff der Formel II, nicht aber die Kombination beider Purpurfarbstoffe enthalten.

Claims

1 Patentansprüche

bedeuten, wobei R , R , R und R niedere Alkylgruppen, Aminogruppen, Sulfonsäuregruppen in Form eines Alkalimetallsalzes oder Carboxylgruppen in Form eines Alkalimetallsalzes sind, R eine SuIfonat (-SO, )- oder Carboxylat (-C00 )-Gruppe darstellt, R eine niedere Alkylgruppe, eine Aminogruppe, eine Sulfonsäuregruppe in Form eines Alkalimetallsalzes oder eine Carboxylgruppe in Form eines Alkalimetallsalzes bedeutet und k, 1, m und η den Wert 0, 1 oder 2 haben;

ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von 100⁰C oder höher, Wasser und ein Konservierungs- und Antischimmelmittel.

ORIGINAL INSPECTED

2. Tinte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis des ersten Purpurfarbstoffs zum zweiten Purpurfarbstoff im Bereich von 1:3 bis 3:1 liegt.

3. Tinte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmenge an erstem und zweitem Purpurfarbstoff 2,0 bis 5,0 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der wässrigen Tinte ausmacht.

4. Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Purpurfarbstoff ausgewählt ist unter den folgenden Verbindungen:

CH₃

NaO₃S

"SO₃Na

. SO₃Na

Tf

SO₃Lx

0,Li

SO₃

SO₃Li

CH:

CH,

NaO₃

SO₃Na

COONa

CH3

SO₃Na

NH₂ NH₂

NaOaS

NH₂

SO₃Na

CH₃

CH₃ SO₃Na

SO₃Na

SOaNa

SO₃Na

SO 3 Na

:h₃ CH₃

H.

SO₃Na

1 5. Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche organische Lösungsmittel ausgewählt ist unter Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykolen,

5 Glycerin und deren Mischungen.