DE69719283T2

DE69719283T2 - Tintenzusammensetzung zur Tintenstrahlaufzeichnung und Tintensatz

Info

Publication number: DE69719283T2
Application number: DE69719283T
Authority: DE
Inventors: Miharu Kanaya
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-10-24
Filing date: 1997-10-23
Publication date: 2003-08-28
Anticipated expiration: 2017-10-24
Also published as: EP0838507B1; US5985015A; EP0838507A1; DE69719283D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tinte für die Tintenstrahlaufzeichnung sowie ein Tintenset, das diese Tinte enthält.
Die Tintenstrahlaufzeichnung ist ein Verfahren, bei dem eine Tinte in Form von Tröpfchen durch feine Düsen versprüht und auf einem Aufzeichnungsmedium abgeschieden wird, um Buchstaben, Zeichen oder Bilder auf dem Aufzeichnungsmedium auszudrucken.
Beispiele für Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, die häufig angewandt werden, umfassen ein Verfahren, bei dem eine Tinte unter Verwendung eines vibrierenden piezoelektrischen Elements versprüht wird, und ein Verfahren, bei dem eine Tinte durch schnelles bzw. kurzzeitiges Zuführen von Wärme zum Schäumen angeregt und versprüht wird. In den vergangenen Jahren haben Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren weitverbreitet Anwendung gefunden, da sie, im Vergleich mit thermischen Übertragungsverfahren, Sublimationsverfahren oder Laserverfahren, den Vorteil haben, dass leicht Farbausdrucke erzeugt werden können und die Druckkosten sowie die Unterhaltungskosten für den Tintenstrahldrucker gering sind.
Tinten, die für die Tintenstrahlaufzeichnung verwendet werden, sollten, abhängig von dem angewandten Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, die folgenden Eigenschaften aufweisen:
(1) Es sollten qualitativ hochwertige Ausdrucke sowohl auf Spezialpapier (beschichtete Papiere, Glanzpapiere, Filme und Gewebe, die zur Verwendung für die Tintenstrahlaufzeichnung vorbehandelt wurden) als auch auf Normalpapier (Papiere, die nicht speziell oberflächlich vorbehandelt wurden, wie z. B. Kopierpapier, Schreibpapier, Wertzeichenpapier oder Buchdruckpapier, die gewöhnlich in Büros, Schulen und Haushalten verwendet werden) erzeugt werden können.
(2) Die Tinte sollte schnell trocknen, so dass das Drucken mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden kann.
(3) Die Tinte sollte die Druckdüsen nicht verstopfen, so dass sie kontinuierlich versprüht werden kann, ohne dass die Flugbahn der Tintentröpfchen abgelenkt wird, wodurch Probleme beim Drucken entstehen würden.
(4) Die Tinte sollte die Erzeugung eines Ausdruckes mit einer hervorragenden Licht- und Wasserbeständigkeit ermöglichen.
(5) Die Tinte sollte sich über einen langen Zeitraum hinweg durch eine gute Lagerbeständigkeit auszeichnen.
Insbesondere im Hinblick auf die Anforderung (1) sollte die Tintenzusammensetzung die Erzeugung eines Ausdruckes auf Normalpapier ermöglichen, bei dem kein Ausbluten der Farben auftritt. Es sind verschiedene Arten von Normalpapieren bekannt, die sich hinsichtlich der Oberflächenbeschaffenheit (z. B. Dichte und Länge der Papierfasern und deren Fähigkeit, eine Tinte aufzunehmen) unterscheiden. Ein Ausbluten der Farben tritt bei Papieren auf, in welche die Tinte gut eindringen kann. Andererseits trocknen die Farben auf Papieren, in welche die Tinte nicht gut eindringen kann, nur sehr langsam, so dass bei der Erzeugung eines farbigen Ausdruckes die Gefahr besteht, dass sich die Farben an den Grenzflächen der verschiedenen Tintenzusammensetzungen miteinander vermischen, was zu einer schlechten Qualität des Ausdruckes führt.
Im Hinblick auf die Anforderung (4) wurde vorgeschlagen, ein Pigment, wie z. B. Ruß, zu verwenden, um einen Ausdruck bzw. ein Bild mit einer hervorragenden Licht- und Wasserbeständigkeit zu erhalten. Tintenzusammensetzungen für die Tintenstrahlaufzeichnung enthalten aus Gründen der Sicherheit hauptsächlich Wasser als Lösungsmittel. Deshalb muss ein Pigment, das in Wasser im Wesentlichen unlöslich ist, in Wasser dispergiert werden, um eine beständige Dispersion zu erhalten, die als Tinte für die Tintenstrahlaufzeichnung verwendet werden kann.
Die Veröffentlichungen WO 96/18688, WO 96/18689 und WO 96118696 (Veröffentlichungen internationaler Patentanmeldungen) beschreiben Rußmaterialien, die modifiziert wurden, so dass sie beständig in Wasser dispergiert werden können.
Insbesondere die Veröffentlichung WO 96118688 beschreibt ein Verfahren zur Herstek lung eines Rußproduktes mit einer organischen Gruppe, die an den Ruß gebunden ist, wobei das Rußprodukt durch Umsetzen mindestens eines Diazoniumsalzes mit einem Ruß erhalten wird.
Die Veröffentlichung EP-A-0633142 beschreibt ein Verfahren, bei dem eine anionische Tinte und eine kationische Tinte verwendet werden, um ein Vermischen der Tinten, die auf einem Aufzeichnungsmedium aneinander angrenzen, zu verhindern, wobei eine der Tinten ein Polymer mit dem gleichen ionischen Charakter wie die entsprechende Tinte enthält.
Der modifizierte Ruß, der in den zuvor genannten Veröffentlichungen beschrieben wird, wird im Folgenden der Einfachheit halber als "modifizierter Ruß" bezeichnet. Diese Veröffentlichungen geben keinen Hinweis auf die Vorteile, die bei der Verwendung der modifizierten Rußmaterialien als Farbstoffe für eine Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung erhalten werden.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden heraus, dass ein Ausdruck mit einer hohen Bild- bzw. Druckdichte, bei dem kein Ausbluten der Farben auftritt, erhalten werden kann, wenn ein bestimmter modifizierter Ruß als Farbstoff einer Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung verwendet wird. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden weiterhin heraus, dass ein Ineinanderlaufen von Farbstoffen, d. h. ein Vermischen von verschiedenen Farben, verhindert werden kann, wenn eine schwarze Tinte, die diesen modifizierten Ruß als Farbstoff enthält, in Kombination mit einer Farbtinte, die ein spezifisches anionisches Material enthält, verwendet wird, um einen Ausdruck zu erzeugen. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage dieser Entdeckungen gemacht.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung bereitzustellen, die sich durch einen ausreichend schwarzen Farbton auszeichnet und die zur Erzeugung eines Ausdruckes verwendet werden kann, bei dem kein Ausbluten der Farben auftritt.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Tintenset für die Tintenstrahlaufzeichnung bereitzustellen, das zur Erzeugung eines Ausdruckes verwendet werden kann, bei dem kein Ineinanderlaufen von verschiedenen Tintenzusammensetzungen, d. h. kein Vermischen von Farben, auftritt.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung, umfassend Ruß und eine kationische Substanz, wobei der Ruß eine kationische Gruppe an dessen Oberfläche umfasst.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Tintenset für die Tintenstrahlaufzeichnung, umfassend mehrere Tintenzusammensetzungen, umfassend die zuvor beschriebene erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung.

Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren

Die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann bei der Tintenstrahlaufzeichnung verwendet werden. Der Ausdruck "Tintenstrahlaufzeichnung", der hier verwendet wird, beschreibt ein Verfahren, bei dem eine Tinte in Form von Tröpfchen durch feine Düsen versprüht wird, um einen Ausdruck zu erzeugen. Beispiele für Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, bei denen die erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung verwendet werden kann, umfassen ein Verfahren, bei dem eine Tinte unter Verwendung eines vibrierenden piezoelektrischen Elements versprüht wird, und ein Verfahren, bei dem eine Tinte durch schnelles Zuführen von Wärme zum Schäumen angeregt und versprüht wird. Die erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung wird bevorzugt bei einem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren verwendet, bei dem die Tinte unter Verwendung eines vibrierenden piezoelektrischen Elements versprüht wird.

Modifizierter Ruß

Der modifizierte Ruß, der erfindungsgemäß verwendet wird, ist ein Ruß, der eine kationische Gruppe an dessen Oberfläche umfasst. Solche modifizierten Rußmaterialien werden in den zuvor genannten Veröffentlichungen WO 96/18689 und WO 96/18696 beschrieben.
Die Verwendung einer Tintenzusammensetzung mit Ruß, umfassend eine oberflächliche kationische Gruppe, als Farbstoff in einem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren ermöglicht die Erzeugung eines Ausdruckes mit einer unerwartet hohen Bilddichte, bei dem kein Ausbluten der Farben auftritt.
Die kationischen Gruppen, die an der Oberfläche des erfindungsgemäß verwendeten Rußmaterials vorliegen können, umfassen organische Gruppen mit quaternären Ammoniumgruppen (-NR&sub3;&spplus;) oder quaternären Phosphoniumgruppen (-PR&sub3;&spplus;), worin R ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Phenylgruppe oder eine Naphthylgruppe bedeutet. Die kationische Gruppe kann eine Gruppe sein, in der zwei Gruppen R miteinander verbunden sind, um eine cyclische quaternäre Aminstruktur, eine quatemäre aromatische Aminstruktur oder eine quaternäre Phosphoniumstruktur, wie z. B. einen Pyridinring oder einen Morpholinring, zu bilden. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist diese kationische Gruppe an eine aromatische Gruppe (z. B. an eine Phenylgruppe oder an eine Naphthylgruppe) gebunden und wird über die aromatische Gruppe an die Oberfläche des Rußmaterials gebunden.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die organische Gruppe mit der kationischen Gruppe eine Gruppe mit einer cyclischen Struktur. Die kationische Gruppe kann eine cyclische Struktur haben, oder ein anderer Teil der organischen Gruppe (wie z. B. die zuvor beschriebene aromatische Gruppe, über welche die kationische Gruppe an die Oberfläche des Rußmaterials gebunden ist), der nicht Teil der kationischen Gruppe ist, kann eine cyclische Struktur haben. Beispiele für organische Gruppen mit einer kationischen Gruppe, die erfindungsgemäß bevorzugt verwendet werden, umfassen -(C&sub5;H&sub4;N&spplus;)C&sub2;H&sub5;, -C&sub6;H&sub4;(N&spplus;C&sub5;H&sub5;), -C&sub6;H&sub4;COCH&sub2;N&spplus;(CH&sub3;)&sub3;, -C&sub6;H&sub4;COCH&sub2;(N&spplus;C&sub5;H&sub5;), -(C&sub5;H&sub4;N&spplus;)CH&sub3;, -C&sub6;H&sub4;CH&sub2;N&spplus;(CH&sub3;)&sub3;, -(C&sub5;H&sub4;N&spplus;)CHCOCH&sub3;, -(C&sub5;H&sub4;N&spplus;)CHCOC&sub6;H&sub5; und -C&sub6;H&sub4;CH&sub2;N&spplus;(CH&sub3;)&sub2;H.
Die Menge an modifiziertem Ruß in der erfindungsgemäßen schwarzen Tintenzusammensetzung ist nicht auf bestimmte Mengen beschränkt. Die Menge an modifiziertem Ruß liegt bevorzugt im Bereich von etwa 1 bis 15 Gew.-% und besonders bevorzugt im Bereich von etwa 3 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tintenzusammensetzung.
Es ist bevorzugt, dass die schwarze Tinte entsprechend der vorliegenden Erfindung einen mehrwertigen Alkohol enthält. Dieser mehrwertige Alkohol verhindert ein Verstopfen der Düsen des Tintenstrahldruckkopfes. Der mehrwertige Alkohol kann ebenfalls Bestandteile der Tinte, die sich in den Düsen verfestigt haben, wieder auflösen.
Beispiele für bevorzugte mehrwertige Alkohole umfassen Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Polyethylenglycol, Propylenglycol, 1,3-Propandiol, 1,5-Pentandiol, 1,2,6-Hexantriol und Glycerin. Diese mehrwertigen Alkohole können in Kombination miteinander verwendet werden. Der mehrwertige Alkohol wird bevorzugt in einer Menge im Bereich von 3 bis 30 Gew.-% zugegeben, bezogen auf das Gewicht der Tintenzusammensetzung. Die Zugabe des mehrwertigen Alkohols führt dazu, dass die Düsen des Tintenstrahldruckkopfes nicht verstopfen und dass die Tintenzusammensetzung gut trocknet.
Wenn der erfindungsgemäß verwendete Ruß mit einer oberflächlichen kationischen Gruppe in Wasser dispergiert wird, liegt der pH-Wert der Dispersion im leicht sauren Bereich. Es ist bevorzugt, dass der pH-Wert der Tinte im neutralen oder schwach alkalischen Bereich liegt, z. B. im Bereich von 7 bis 10, so dass die Bestandteile des Tintenstrahldruckers nicht korrodiert werden und die Tinte sicher gehandhabt werden kann. Es ist deshalb bevorzugt, dass die schwarze Tinte entsprechend der vorliegenden Erfindung ein Mittel zum Einstellen des pH-Wertes enthält. Beispiele für bevorzugte Mittel zum Einstellen des pH-Wertes umfassen Ammoniak und Tri(hydroxyalkyl)amine, wie z. B. Triethanolamin. Anorganische Salze, wie z. B. Hydroxide von Alkalimetallen, können die Dispersionsstabilität des modifizierten Rußmaterials verschlechtern, und in solchen Fällen sollte die Verwendung anorganischer Salze vermieden werden.
Die schwarze Tinte entsprechend der vorliegenden Erfindung kann weiterhin, falls erforderlich, einen niederen Alkohol, wie z. B. Methanol, Ethanol, Propanol oder Isopropanol; einen Ether eines mehrwertigen Alkohols, wie z. B. Ethylenglycolmonomethylether, Ethylenglycolmonoethylether, Ethylenglycolmonobutylether, Diethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonoethylether, Diethylenglycolmonobutylether, Triethylenglycolmonoethylether, Triethylenglycolmonobutylether, Propylenglycolmonobutylether oder Dipropylenglycolmonobutylether; eine Stickstoff enthaltende Verbindung, wie z. B. 2-Pyrrolidon, N-Methyl-2-pyrrolidon oder 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon; eine Schwefel enthaltende Verbindung, wie z. B. Thiodiglycol; ein Saccharid, wie z. B. Glucose, Mannose, Fructose, Galactose, Maltose oder Sucrose; ein oberflächenaktives Mittel; ein Antischimmelmittel; ein Rostschutzmittel; oder dgl. enthalten.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die schwarze Tinte entsprechend der vorliegenden Erfindung weiterhin eine kationische Substanz. Wenn die schwarze Tinte entsprechend der vorliegenden Erfindung in Kombination mit einer Farbtinte mit einem anionischen Material verwendet wird, kann ein Ausdruck erhalten werden, bei dem kein Vermischen von Farben auftritt. Der Farbstoff in der erfindungsgemäßen schwarzen Tinte ist Ruß, der eine oberflächlich gebundene kationische Gruppe aufweist. Es wird davon ausgegangen, dass diese kationische Gruppe mit dem anionischen Material in der Farbtinte reagiert, so dass ein Ausdruck erhalten wird, bei dem kein Vermischen von Farben auftritt. Die Zugabe einer kationischen Substanz zu der schwarzen Tinte beschleunigt diese Reaktion, so dass ein Vermischen von Farben effektiv verhindert werden kann. Diese Erklärung ist jedoch hypothetisch, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf diesen Mechanismus beschränkt. Beispiele für kationische Substanzen, die erfindungsgemäß verwendet werden können, umfassen Verbindungen mit einer primären, sekundären, tertiären oder quaternären Amingruppe, Ammoniumgruppe, Phosphorgruppe oder Phosphoniumgruppe. Beispiele für bevorzugte kationische Substanzen umfassen Alkyltrimethylammoniumchloride, Dialkyldimethylammoniumchloride, Polyallylamin, Polyethylenimin, Polyisocyanat, Polydialkylallylammoniumverbindungen, Polydimethyldiallylammoniumchlorid, kationisiertes Polyvinylpyrrolidon, kationisierten Polyvinylalkohol, Arquad (ein Produkt von Lion-Akzo Co., Ltd.), Gohsefimer (ein Produkt von Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.), Adeka Catioace (ein Produkt von Asahi Denka Kogyo Ltd.) und Elastron (ein Produkt von Dai- Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.).
Die zugegebene Menge an kationischer Substanz ist nicht auf bestimmte Mengen beschränkt. Die zugegebene Menge an kationischer Substanz liegt jedoch bevorzugt im Bereich von etwa 0,5 bis 10 Gew.-% und besonders bevorzugt im Bereich von etwa 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tintenzusammensetzung.
Es ist bevorzugt, dass die Eigenschaften der erfindungsgemäßen schwarzen Tinte den Eigenschaften entsprechen, die für Tinten für die Tintenstrahlaufzeichnung erforderlich sind.

Tintenset

Die Verwendung der schwarzen Tinte entsprechend der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Erzeugung eines Ausdruckes mit einer hohen Bilddichte, bei dem kein Ausbluten der Farben auftritt. Die Verwendung der schwarzen Tinte entsprechend der vorliegenden Erfindung in Kombination mit anderen Farbtinten ermöglicht die Erzeugung eines qualitativ hochwertigen Farbausdruckes. Die vorliegende Erfindung stellt ein Tintenset für die Tintenstrahlaufzeichnung bereit, umfassend mehrere Tintenzusammensetzungen, umfassend die erfindungsgemäße schwarze Tinte. Die Farbtinte ist gewöhnlich eine gelbe Tinte, eine magentafarbene Tinte und/oder eine cyanfarbene Tinte.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Farbtinte in dem erfindungsgemäßen Tintenset ein anionisches Material. Die Verwendung eines solchen Tintensets ermöglicht die Erzeugung eines Ausdruckes, bei dem kein Vermischen von Farben auftritt. Der Farbstoff, der in der schwarzen Tinte entsprechend der vorliegenden Erfindung enthalten ist, ist ein Ruß, der eine oberflächlich gebundene kationische Gruppe umfasst. Es wird davon ausgegangen, dass diese kationische Gruppe mit dem anionischen Material in der Farbtinte reagiert, so dass ein Ausdruck erhalten wird, bei dem kein Vermischen von Farben auftritt.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass das anionische Material ein anionischer Farbstoff ist. Anionische Farbstoffe, die erfindungsgemäß verwendet werden können, umfassen z. B. Farbstoffe mit mindestens einer Sulfonsäuregruppe oder Carbonsäuregruppe. Spezifische Beispiele für solche Farbstoffe umfassen C.I. Direct Yellow 55, 86, 132, 142 und 144, C.I. Acid Yellow 23, C.I. Direct Red 9 und 227, C.I. Acid Red 52, 249, 254 und 289, C.f. Reactive Red 17 und 180, C.I. Direct Blue 85, 86, 87, 199 und 226 sowie C.I. Acid Blue 9 und 23. Bevorzugte Beispiele für solche Farbstoffe umfassen die Farbstoffe 1, 2 und 3 mit den folgenden Strukturen. Farbstoff 1: Farbstoff 2: Farbstoff 3:
Die Menge an zugegebenem Farbstoff ist nicht auf bestimmte Mengen beschränkt. Der Farbstoff wird bevorzugt in einer Menge im Bereich von etwa 0,5 bis 10 Gew.-% und besonders bevorzugt in einer Menge im Bereich von 1 bis 5 Gew.-% zugegeben, bezogen auf das Gewicht der Farbtinte.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenen Erfindung enthält die Farbtinte ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel vom Acetylenglycol-Typ. Die Zugabe eines nichtionischen oberflächenaktiven Mittels vom Acetylenglycol-Typ führt dazu, dass ein Vermischen von Farben effektiv verhindert werden kann. Beispiele für nichtionische oberflächenaktive Mittel vom Acetylenglycol-Typ, die erfindungsgemäß verwendet werden können, umfassen 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. Handelsüblich erhältliche nichtionische oberflächenaktive Mittel vom Acetylenglycol-Typ können ebenfalls verwendet werden. Beispiele für solche handelsüblich erhältlichen Produkte umfassen Surfynol 104, 82, 465, 485 und TG (Produkte von Air Products, USA) und Olfine E1010, E104 und STG (Produkte von Nissin Chemical Industry Co., Ltd.).
Die zugegebene Menge an nichtionischem oberflächenaktiven Mittel vom Acetylenglycol-Typ ist nicht auf bestimmte Mengen beschränkt. Die Menge an nichtionischem oberflächenaktiven Mittel vom Acetylenglycol-Typ liegt bevorzugt im Bereich von etwa 0,1 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Farbtinte.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass die Farbtinte des Tintensets entsprechend der vorliegenden Erfindung einen Glycolether enthält. Die Zugabe eines Glycolethers führt dazu, dass ein Vermischen von Farben effektiv verhindert wird. Beispiele für Glycolether, die erfindungsgemäß verwendet werden können, umfassen Ethylenglycolmonobutylether, Diethylenglycolmonobutylether, Triethylenglycolmonoethylether, Propylenglycolmonoethylether, Propylenglycolmonomethylether, Dipropylenglycolmonoethylether, Propylenglycolmonobutylether, Dipropylenglycolmonobutylether und Triethylenglycolmonobutylether. Diethylenglycolmonobutylether, Triethylenglycolmonobutylether, Propylenglycolmonobutylether und Dipropylenglycolmonobutylether werden besonders bevorzugt verwendet. Diese Verbindungen können in Kombination miteinander verwendet werden. Die zugegebene Menge an Glycolether ist nicht auf bestimmte Mengen beschränkt. Die zugegebene Menge an Glycolether liegt jedoch bevorzugt im Bereich von etwa 3 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Farbtinte.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass die Farbtinte in dem Tintenset entsprechend der vorliegenden Erfindung ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel vom Acetylenglycol-Typ in Kombination mit einem Glycolether enthält. Dadurch kann verhindert werden, dass sich die schwarze Tinte mit einer Farbtinte oder eine Farbtinte mit einer anderen Farbtinte vermischt.
Die Farbtinte in dem Tintenset entsprechend der vorliegenden Erfindung kann, falls erforderlich, andere Bestandteile enthalten. Beispiele für solche Bestandteile umfassen mehrwertige Alkohole, wie z. B. Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Polyethylenglycol, Propylenglycol, 1,3-Propandiol, 1,5-Pentandiol, 1,2,6-Hexantriol und Glycerin; niedere Alkohole, wie z. B. Methanol, Ethanol, Propanol oder Isopropanol; Stickstoff enthaltende Verbindungen, wie z. B. Harnstoff, Diethanolamin, Triethanolamin, 2- Pyrrolidon, N-Methyl-2-pyrrolidon oder 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon; Schwefel enthaltende Verbindungen, wie z. B. Thiodiglycol; Saccharide, wie z. B. Glucose, Mannose, Fructose, Galactose, Maltose oder Sucrose; Metallhydroxide, wie z. B. LiOH, NaOH oder KOH; wasserlösliche Polymere, wie z. B. Natriumalginat; oberflächenaktive Mittel vom Fluor-Typ; Antischimmelmittel; Rostschutzmittel; und Komplexbildner.
Es ist bevorzugt, dass die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Farbtinte den Eigenschaften entsprechen, die für Tinten für die Tintenstrahlaufzeichnung erforderlich sind. Die Oberflächenspannung der Farbtinte liegt z. B. bevorzugt im Bereich von 20 bis 35 mN/m, so dass die Tinte konstant und gut versprüht werden kann und die gedruckten Tintenpunkte eine runde Form haben.

Beispiele

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden an Hand von Beispielen, die jedoch die Erfindung nicht einschränken, genauer beschrieben:

Herstellung der Tintenzusammensetzungen

Es wurden die schwarzen Tinten B1 bis B5, die gelben Tinten Y1 und Y2, die magentafarbenen Tinten M1 und M2 und die cyanfarbenen Tinten C1 und C2 sowie die schwarzen Tinten b6 und b7, die gelbe Tinte y3, die magentafarbene Tinte m3 und die cyanfarbene Tinte c3 hergestellt.
In den folgenden Beispielen sind alle Prozentangaben (%) auf das Gewicht bezogen.
Die Dispersionen (1) und (ii) in den folgenden Beispielen sind Rußdispersionen, hergestellt entsprechend den Vorschriften, die in der Veröffentlichung WO 96/18696 angegeben sind; diese Dispersionen enthalten Rußmaterialien, an deren Oberfläche die Gruppe -C&sub5;H&sub4;N&spplus;-C&sub2;H&sub5; bzw. die Gruppe -C&sub6;H&sub4;N&spplus;(CM&sub3;)&sub2;H gebunden ist.
In den folgenden Beispielen werden die folgenden Abkürzungen verwendet:
TEGmBE: Triethylenglycolmonobutylether
DEGmBE: Diethylenglycolmonobutylether

Schwarze Tinte B1

Dispersion (i) 30% (Pigmentgehalt 4,5%)
Glycerin 15%
5%-ige wässrige Ammoniaklösung 5%
Ethanol 4%
entionisiertes Wasser Rest

Schwarze Tinte B2

Dispersion (i) 40% (Pigmentgehalt 6%)
Glycerin 10%
Diethylenglycol 10%
Triethanolamin 1%
Olfine E1010 1%
entionisiertes Wasser Rest

Schwarze Tinte B3

Dispersion (i) 60% (Pigmentgehalt 8%)
Glycerin 15%
Triethanolamin 1%
30%-ige wässrige Lösung von Polyethylenimin 3%
TEGmBE 10%
entionisiertes Wasser Rest

Schwarze Tinte B4

Dispersion (ii) 30% (Pigmentgehalt 4,5%)
1,2,6-Hexantriol 5%
Diethylenglycol 10%
Triethanolamin 1%
Adeka Catioace DM (quaternäres Ammoniumsalz eines kationischen Polymers) 1%
Olfine E1010 1%
entionisiertes Wasser Rest

Schwarze Tinte B5

Dispersion (ii) 30% (Pigmentgehalt 4,5%)
Glycerin 10%
Maltose 7%
Triethanolamin 1%
Gohsefimer K (kationisiertes Polyvinylpyrrolidon) 3%
2-Pyrrolidon 10%
entionisiertes Wasser Rest

Schwarze Tinte b6

Pigmentdispersion 60% (Pigmentgehalt 6%)
Glycerin 10%
Diethylenglycol 10%
Triethanolamin 1%
Olfine E1010 1%
entionisiertes Wasser Rest
Die Pigmentdispersion in der schwarzen Tinte b6 wurde durch Mischen von 10% Ruß, 1,5% eines Styrol/Acrylsäure/Ethylacrylat-Copolymers, 82,5% entionisiertem Wasser und 5% Ethylenglycol und Dispergieren des Gemisches in einer Sandmühle hergestellt.

Schwarze Tinte b7

C.I. Food Black 2,6%
Glycerin 10%
Diethylenglycol 10%
Triethanolamin 1%
Olfine E1010 1%
entionisiertes Wasser Rest

Gelbe Tinte Y1

C.I. Direct Yellow 86 2,5%
Diethylenglycol 15%
DEGmBE 10%
Olfine STG 0,5%
entionisiertes Wasser Rest

Gelbe Tinte Y2

C.I. Direct Yellow 144 3%
Diethylenglycol 15%
TEGmBE 10%
Olfine E1010 1,5%
Triethanolamin 0,5%
entionisiertes Wasser Rest

Gelbe Tinte y3

C.I. Direct Yellow 86 2,5%
Glycerin 15%
Ethanol 4%
entionisiertes Wasser Rest

Mapentafarbene Tinte M1

C.I. Direct Red 227 2,5%
Diethylenglycol 15%
DEGmBE 10%
Olfine STG 0,5%
Kaliumhydroxid 0,1%
entionisiertes Wasser Rest

Mapentafarbene Tinte M2

der zuvor beschriebene Farbstoff 3 2,5%
Diethylenglycol 15%
TEGmBE 10%
Olfine E1010 1,5%
Triethanolamin 0,5%
Harnstoff 7%
entionisiertes Wasser Rest

Magentafarbene Tinte m3

C.I. Direct Red 227 2,5%
Glycerin 15%
Ethanol 4%
entionisiertes Wasser Rest

Cyanfarbene Tinte C1

C.I. Direct Blue 86 4%
Diethylenglycol 15%
DEGmBE 10%
Olfine STG 0,5%
entionisiertes Wasser Rest

Cyanfarbene Tinte C2

C.I. Direct Blue 199 3,5%
Diethylenglycol 15%
TEGmBE 10%
Olfine E1010 1,5%
Triethanolamin 1%
entionisiertes Wasser Rest

Cyanfarbene Tinte c3

C.I. Direct Blue 86 4%
Glycerin 15%
Ethanol 4%
entionisiertes Wasser Rest

Bewertung der Ausdrucke (Test)

Die wie zuvor beschrieben hergestellten Tintenzusammensetzungen wurden, wie in der folgenden Tabelle angegeben, miteinander kombiniert, um Tintensets der Beispiele 1 bis 15 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 6 herzustellen. Diese Tintensets wurden dann verwendet, um die Ausdrucke zu bewerten. Tabelle 1
In den Bewertungstests wurde der Tintenstrahldrucker MJ-900C (hergestellt von Seiko Epson Corporation) verwendet, wobei die folgenden Testpapiere verwendet wurden. Die Testpapiere (1) bis (4) sind sogenannte "Normalpapiere", und das Papier (5) ist ein Spezialpapier (ein beschichtetes Papier) für einen Tintenstrahldrucker.
(1) EPP Paper (Handelsname, Epson Hanbai Corporation)
(2) Xerox P (Handelsname, Fuji Xerox Co., Ltd.)
(3) Xerox 4024 (Handelsname, Xerox USA)
(4) Ricopy 6200 (Handelsname, Ricoh Co., Ltd.)
(5) EPSON Fine Paper (Handelsname, Epson Hanbai Corporation)

Test 1: Qualität der schwarzen Buchstaben

Auf die zuvor beschriebenen Testpapiere wurden Buchstaben und Zeichen gedruckt, wobei die schwarzen Tinten verwendet wurden. Die erhaltenen Ausdrucke wurden visuell im Hinblick auf die Schärfe der gedruckten Buchstaben und Zeichen überprüft. Weiterhin wurde die optische Dichte (OD-Wert, Reflexionsdichte) einer zu 100% bedruckten Fläche unter Verwendung der Vorrichtung Macbeth TR-927, hergestellt von Macbeth, gemessen. Die Ergebnisse wurden wie folgt bewertet:
A: kein Ausbluten der Farben bei einem OD-Wert von nicht weniger als 1,30
B: leichtes Ausbluten der Farben, was sich jedoch nicht auf die Qualität des Ausdruckes auswirkte, bei einem OD-Wert von nicht weniger als 1,25
C: kein signifikantes Ausbluten der Farben bei einem OD-Wert von weniger als 1,25
D: ein OD-Wert von weniger als 1,20

Test 2: Vermischen von Farben

Die schwarzen, gelben, magentafarbenen und cyanfarbenen Tinten wurden nebeneinander auf die zuvor beschriebenen Testpapiere gedruckt, und es wurde visuell überprüft, ob sich die Farben an den Grenzflächen zwischen den Farben miteinander vermischt hatten.
A: kein Vermischen der Farben
B: leichtes Vermischen der Farben, was sich jedoch nicht auf die Qualität des Ausdruckes auswirkte
C: Vermischen der Farben, was sich auf die Qualität des Ausdruckes auswirkte
D: deutliches Vermischen der Farben
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst. In der folgenden Tabelle bedeuten (1) bis (5) die jeweils verwendeten Testpapiere (1) bis (5). Die schwarzen Tinten, die in den Beispielen 1 bis 6 verwendet wurden, sind nicht erfindungsgemäß. Tabelle 2

Claims

1. Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung, umfassend Ruß und eine kationische Substanz, wobei der Ruß eine kationische Gruppe an dessen Oberfläche umfasst.

2. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die kationische Gruppe eine quaternäre Ammoniumgruppe (-NR&sub3;&spplus;), eine quaternäre Phosphoniumgruppe (-PR&sub3;&spplus;), die Gruppe -(C&sub5;H&sub4;N&spplus;)CHCOCH&sub3; oder die Gruppe -(C&sub5;H&sub4;N&spplus;)CHCOC&sub6;H&sub5; ist, worin R ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, eine Phenylgruppe oder eine Naphthylgruppe ist.

3. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin umfassend 3 bis 30 Gew.-% eines mehrwertigen Alkohols.

4. Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem pH-Wert im Bereich von 7 bis 10.

5. Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die kationische Substanz eine Verbindung mit einer primären, sekundären, tertiären oder quaternären Amingruppe, Ammoniumgruppe oder Phosphoniumgruppe ist.

6. Tintenset für die Tintenstrahlaufzeichnung, umfassend mehrere Tintenzusammensetzungen, umfassend die Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.

7. Tintenset nach Anspruch 6, umfassend mindestens eine Farbtinte, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer gelben Tinte, einer magentafarbenen Tinte und einer cyanfarbenen Tinte.

8. Tintenset nach Anspruch 7, wobei die Farbtinte ein anionisches Material enthält.

9. Tintenset nach Anspruch 8, wobei das anionische Material ein anionischer Farbstoff ist.

10. Tintenset nach Anspruch 9, wobei die Farbtinte ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel vom Acetylenglycol-Typ umfasst.

11. Tintenset nach Anspruch 10, wobei das nichtionische oberflächenaktive Mittel vom Acetylenglycol-Typ in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 3,0 Gew.-% enthalten ist.

12. Tintenset nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei die Farbtinte einen Glycolether umfasst.

13. Tintenset nach Anspruch 12, wobei der Glycolether mindestens eine Verbindung ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Diethylenglycolmonobutylether, Triethylenglycolmonobutylether, Propylenglycolmonobutylether und Dipropylenglycolmonobutylether.

14. Tintenset nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Glycolether in einer Menge im Bereich von 3 bis 30 Gew.-% enthalten ist.

15. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, umfassend das Versprühen und das Abscheiden von Tröpfchen einer Tintenzusammensetzung auf einem Aufzeichnungsmedium, um einen Ausdruck zu erzeugen, wobei die Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder die Tintenzusammensetzung in dem Tintenset nach einem der Ansprüche 6 bis 14 als Tintenzusammensetzung verwendet wird.

16. Ausdruck, hergestellt mit dem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 15.