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Die vorliegende Erfindung ist auf
einen Satz von Tinten zum Drucken von Mehrfarbenbildern in einem Tintenstrahldrucker
gerichtet. Spezieller ist die vorliegende Erfindung auf die Verwendung
von wässrigen
Tintenzusammensetzungen gerichtet, die besonders zur Herstellung
qualitativ hochwertiger Bilder auf Druckträgern geeignet sind. Die in
der vorliegenden Erfindung verwendeten Tintenzusammensetzungen verringern
das Ineinanderlaufen von Farben und erhöhen die optische Dichte. Die
vorliegende Erfindung ist auch auf Mehrfarben-Tintenstrahldruckverfahren
zur Herstellung von qualitativ hochwertigen Bildern auf Druckträgern gerichtet.
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In einem Mehrfarben-Tintenstrahldruckverfahren
können
einige Tinten auf einen Druckträger
gedruckt werden. In einigen Fällen
können
zwei verschiedene Tinten benachbart zueinander gedruckt werden.
Ein Ineinanderlaufen von Farben kann auftreten, wenn die Tinten
nicht richtig getrocknet werden oder wenn das Druckverfahren für den Tintensatz
zu schnell ist. Unerwünschte
Tintenvermischung von Tinte auf einem Druckträger, insbesondere auf der Oberfläche eines
Normalpapiers, kann stark verzerrte Bilder nahe der Grenze der beiden
Tinten hervorrufen. Nach dem Trocknen der Tinte zeigt die Grenze
der beiden Tinten eine unregelmäßige Struktur
mit geringer Kantenschärfe
(oder Zackigkeit) aufgrund des Eindringens einer Tinte in die andere. Die
Ausblutbilder sind nicht erwünscht
und können
leicht mit den Augen festgestellt werden. Dieses Phänomen wird
Ineinanderlaufen von Farben oder Farbausbluten genannt. Ein Ineinanderlaufen
von Farben tritt insbesondere auf, wenn eine dunklere Tinte (wie
eine schwarze Tinte) und eine hellere Tinte (wie eine gelbe Tinte, eine
cyanfarbene Tinte, eine magentafarbene Tinte oder Ähnliches)
nebeneinander gedruckt werden, aufgrund des hohen Kontrasts zwischen
den zwei Farben. Ein Ineinanderlaufen von Farben kann auch auftreten,
wenn zwei Farbtinten (z. B. eine gelbe Tinte neben einer magentafarbenen
Tinte, eine gelbe Tinte neben einer cyanfarbenen Tinte, eine magentafarbene
Tinte neben einer cyanfarbenen Tinte, oder Ähnliches) nebeneinander gedruckt
werden. Die Schwere des Ineinanderlaufens von Farben wird allgemein
durch den Tintentyp und die Zusammensetzung, die Absorptionsrate
des bedruckten Trägers,
die Konstruktion des Druckkopfes, die Tintentropfenmasse, die Tintenpunktgröße und das
Verfahren und die Geschwindig keit des Druckens beeinflusst. Es besteht
ein Bedürfnis,
das Ineinanderlaufen von Farben zu verringern und Mehrfarben-Tintenstrahlbilder von
hoher Qualität
auf Druckträgern,
einschließlich
Normalpapieren und beschichteten Papieren, transparenten Materialien,
Textilien und anderen erwünschten
Trägern,
herzustellen.
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Es bleibt ein Bedürfnis nach Tintenzusammensetzungen,
die für
hohe Auflösung
und Hochgeschwindigkeitstintenstrahldrucken geeignet sind. Ein Hauptproblem
bei sämtlichen
Tintenstrahldruckern und insbesondere bei hoch auflösenden Tintenstrahldruckern
ist das Verstopfen der Düsen
während
des Betriebs und zwischen dem Betrieb. Das Verstopfen wird durch
die Verdampfung eines organischen Lösungsmittels oder von Wasser
aus der Düsenöffnung verursacht.
In Tinten auf Farbstoffbasis kann diese Verdampfung sowohl eine
Kristallisation oder Ausfällung
von löslichen
Tintenzusammensetzungen, wie Farbstoffe oder feste Additive, als
auch einen Anstieg der Tintenviskosität verursachen. In Tinten auf
Pigmentbasis kann diese Verdampfung sowohl eine Ausfällung der
Pigmentteilchen aufgrund von Ausflockung oder Aggregation oder eine
Ausfällung
von festen Additiven als auch einen Anstieg der Tintenviskosität verursachen.
Die anfängliche
Verdampfung von Wasser und Lösungsmittel
verursacht gewöhnlich
einen Anstieg der Tintenviskosität,
welcher die Fähigkeit
der Heizeinrichtung oder des Widerstands eines Druckkopfes beeinflusst,
ein Tintentröpfchen
in geeigneter Weise durch die Düse
auszustoßen.
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Demgemäß ist eine erwünschte Charakteristik
von Tintenstrahltinten die Fähigkeit
der Tinte, in einem flüssigen
und ausschleuderbaren Zustand in einer Druckkopföffnung zu verbleiben, die der
Luft ausgesetzt ist. Die maximale Stillstandzeit, welche es einem
Druckkopf noch erlaubt, einen ersten Tintentropfen mit einer Übergangszeit
von 100 Mikrosekunden oder weniger, worin die Tinte sich über einen
Abstand von 0,5 mm bewegt, nach einer Zeit der Nichtbenutzung oder
des Stillstands auszuschleudern, wird Latenzzeit (erster Tropfen)
oder nicht abgedeckte Zeit genannt. Die maximale Stillstandzeit,
welche es einem Druckkopf noch erlaubt, einen neunten Tropfen der
Tinte mit einer Übergangszeit
von 100 Mikrosekunden oder weniger, worin die Tinte sich über einen
Abstand von 0,5 mm bewegt, nach einer Zeit der Nichtbenutzung oder
des Stillstands auszuschleudern, wird die Latenzzeit des neunten
Tropfens oder die nicht abgedeckte Zeit genannt. Diese Prüfung wird
mit dem unbedeckten oder nicht abgedeckten Druckkopf oder den unbedeckten
oder nicht abgedeckten Düsen
und gewöhnlich
bei einer re lativen Feuchte von 15% durchgeführt. Das Zeitintervall ist
der längste
Zeitraum, das der unbedeckte Druckkopf noch einen spezifizierten
Tropfen (den ersten Tropfen oder den neunten Tropfen) ohne Versagen
ausstößt. Je länger der
Latenzzeitwert (Latenz des ersten Tropfens oder Latenz des zweiten
Tropfens) ist, desto erwünschter
ist die Tinte zur Verwendung in einem Tintenstrahldrucker.
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Der Beginn des Verstopfens kann auch
eine Verzerrung des Bildes oder alphanumerischer Zeichen verursachen,
die mit dem Druckkopf gedruckt werden. Diese Verzerrung kann als
ein Tintentropfen erscheinen, der nicht an seine beabsichtigte Position
gelangt ist. Manchmal werden zwei Tintentropfen in gleichem Abstand
von der beabsichtigten Zielposition gebildet. Ein Versetzen der
Tintentropfen kann auch zum Ineinanderlaufen von Farben und zu schlechter
Bildqualität
als Ergebnis des unerwünschten
Vermischens von zwei Farbtinten in einem Mehrfarben-Tintenstrahldruckverfahren
führen.
Ein Ineinanderlaufen von Farben tritt insbesondere. nahe der Grenzbereiche
von zwei Farben auf. Manchmal werden auch zahlreiche Satellitentröpfchen gebildet.
In einigen Fällen
kann der Tropfen sogar seine beabsichtigte Position erreichen, jedoch
in einem geringeren Tropfenvolumen oder einer geringeren Tropfenmasse
und ein Bild von niedrigerer optischer Dichte erzeugen. Schließlich kann
ein Ausstoßen
aus der verstopften Düse
vollständig
versagen, und es kann kein Bild auf einem Druckträger gebildet
werden, was zu einem Bildfehler führt.
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Mit dem Bedürfnis für höher auflösende Drucker wird die Größe der Düsen von
Druckköpfen
in Tintenstrahldruckern entsprechend verringert. Düsenöffnungen
eines Druckkopfes sind typischerweise etwa 50 bis 80 Mikron in der
Breite oder im Durchmesser für
einen Druckkopf mit einer Auflösung
von 300 Punkten pro Inch (300 spi). Mit der Ankunft höher auflösender Druckköpfe (z.
B. 360 spi, 400 spi, 600 spi, 720 spi und Ähnliches) werden diese Düsenöffnungen
noch kleiner und sind typischerweise etwa 10 bis etwa 49 Mikron
in der Breite oder im Durchmesser. Diese Druckköpfe mit kleinen Düsenabmessungen
können
Spezialtinten erfordern, welche die kleinen Düsenöffnungen nicht leicht verstopfen.
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Einige gegen Ausbluten geschützte Tintenzusammensetzungen,
die gelartige Materialien oder mehrwertige Metallsalze in Kombination
mit bestimmten unverträglichen
Färbemitteln
umfassen, können
Schwierigkeiten beim wirksamen Ausstoßen durch die klei nen Düsen eines
hoch auflösenden
Druckkopfes haben. Somit verbleibt ein Bedürfnis nach Tintenstrahltintenzusammensetzungen,
die nicht nur ein verringertes Ineinanderlaufen von Farben ermöglichen,
sondern auch die Fähigkeit
aufweisen, in einem hoch auflösenden Druckkopf
verwendet zu werden.
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In einem Hochgeschwindigkeitstintenstrahldrucker
sind Tinten vorzugsweise befähigt,
mit einer hohen Frequenz, vorzugsweise wenigstens 4 kHz zu drucken.
Tinten, die Materialien von hohem Molekulargewicht enthalten, können eine
hohe Viskosität
haben und sind nicht besonders für
das schnelle Tintenstrahldrucken geeignet. Zusätzlich neigen Tinten mit hoher
Viskosität
dazu, eine noch höhere
Viskosität
bei der Verdampfung von Wasser und Lösungsmittel (aufgrund von Stillstand)
zu haben, was zu kurzer Tintenlatenz, schlechter Tintenausstoßfähigkeit
und langsamem Nachfüllen
führt.
Solche Tinten können
für das
Hochgeschwindigkeitstintenstrahldrucken nicht besonders geeignet
sein. Gegen Ausbluten geschützte
Tinten, die in einem hoch auflösenden
Druckkopf bei einem hohen Frequenzverhalten funktionieren können, sind
erwünscht,
da sie es erlauben, dass die Tinten bei einer hohen Geschwindigkeit
mit gutem Durchsatz und guter Druckqualität gedruckt werden. Es besteht
auch ein Bedürfnis
für die
Entwicklung von Tintenstrahltintenzusammensetzungen, die eine niedrige
Viskosität
mit guter Ausstoßfähigkeit
und guter Nachfüllcharakteristik
zusätzlich
zu der Fähigkeit zur
Verringerung des Ineinanderlaufens von Farben haben.
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Obwohl bekannte Zusammensetzungen
und Verfahren für
ihre beabsichtigten Zwecke geeignet sind, verbleibt demgemäß ein Bedürfnis nach
verbesserten Mehrfarben-Thermotintenstrahldruckverfahren.
Zusätzlich
verbleibt ein Bedürfnis
nach Mehrfarben-Thermotintenstrahldruckverfahren,
worin die erzeugten Drucke ein verringertes Ineinanderlaufen von
Farben aufweisen. Weiter verbleibt ein Bedürfnis für Mehrfarben-Thermotintenstrahldruckverfahren,
worin die erzeugten Drucke eine ausgezeichnete Bildqualität aufweisen.
Zusätzlich
verbleibt ein Bedürfnis
für Mehrfarben-Thermotintenstrahldruckverfahren
mit schnellen Druckzeiten. Es besteht auch ein Bedürfnis für Mehrfarben-Thermotintenstrahldruckverfahren,
worin die erzeugten Drucke eine verbesserte optische Dichte der
schwarzen und/oder Farbbildbereiche aufweisen. Zusätzlich besteht
ein Bedürfnis
für Mehrfarben-Thermotintenstrahldruckverfahren,
welche billige Materialien, Software und Hardware verwenden. Ferner
besteht ein Bedürfnis
für Mehrfarben-Thermotintenstrahldruckverfahren,
welche eine verringerte Kogation ermöglichen. Zu sätzlich besteht
ein Bedürfnis
für Mehrfarben-Thermotintenstrahldruckverfahren,
die in Verbindung mit Mikrowellentrocknen der Drucke verwendet werden
können.
Es verbleibt auch ein Bedürfnis
für Mehrfarben-Thermotintenstrahldruckverfahren,
worin die erzeugten Drucke eine verbesserte Wasserfestigkeit aufweisen.
Zusätzlich
verbleibt ein Bedürfnis
für Mehrfarben-Thermotintenstrahldruckverfahren,
worin die erzeugten Drucke eine verbesserte Lichtechtheit aufweisen.
Weiter verbleibt ein Bedürfnis
für Mehrfarben-Thermotintenstrahldruckverfahren,
worin die Tinten gute Latenz und Aufrechterhaltung aufweisen. Zusätzlich verbleibt
ein Bedürfnis
für Mehrfarben-Thermotintenstrahldruckverfahren,
worin die erzeugten Bilder eine gute bis ausgezeichnete Farbqualität haben.
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Die Beispiele 1 und 6 von EP-A-0776951
beschreiben einen Tintensatz zum Drucken von Mehrfarbenbildern in
einem Tintenstrahldrucker, wobei der Tintensatz eine erste Tinte,
umfassend Wasser und ein erstes Färbemittel, und eine zweite
Tinte, umfassend Wasser, ein zweites Färbemittel mit einer anderen
Farbe als die des ersten Färbemittels,
und Polyallylaminhydrochlorid, umfasst.
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EP-A-0697445 beschreibt einen Tintensatz,
umfassend eine flüssige
Zusammensetzung, enthaltend Wasser, ein Polyallylaminsalz und ein
optionales Färbemittel,
und eine Tinte, enthaltend Wasser und einen anionischen Farbstoff
oder ein Pigment.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, Tintenstrahltintenzusammensetzungen und Mehrfarben-Thermotintenstrahldruckverfahren
bereitzustellen, die wenigstens einige der vorstehenden Bedürfnisse erfüllen.
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Die vorliegende Erfindung stellt
einen Satz von Tinten zum Drucken von Mehrfarbenbildern in einem Tintenstrahldrucker
bereit, wobei der Tintensatz umfasst (A) eine erste Tinte mit einer
ersten Farbe und umfassend Wasser und ein Färbemittel, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus (1) anionischen Farbstoffen, (2) Farbstoffen,
die physikalisch oder chemisch mit einem anionische Gruppen tragenden
Stabilisator verbunden sind, (3) Pigmentteilchen mit daran chemisch
gebundenen anionischen Gruppen, (4) Pigmentteilchen, die physikalisch
oder chemisch mit einem anionische Gruppen tragenden Stabilisator
verbunden sind, und (5) Mischungen davon und (B) eine zweite Tinte,
umfassend Wasser, ein optionales Färbemittel mit einer anderen Farbe
als die erste Farbe und ein diquaternäres und/oder triquaternäres Ammoniumsalz,
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Ethylendiaminsalzen, N-Methylethylendiaminsalzen,
N,N-Dimethylethylendiaminsalzen, N,N'-Dimethylethylendiaminsalzen, N-Methyl-N'-ethylethylendiaminsalzen, N,N'-Diethylethylendiaminsalzen,
1,5-Diaminopentansalzen, 1,4-Diaminopiperazinsalzen, 1,6-Hexandiaminsalzen,
Piperazinsalzen, 4-Aminopyridinsalzen, 3-Aminopyrrolidinsalzen,
5-Aminochinuclidinsalzen, 5-Amino-8-hydroxychinolinsalzen, 1,4-Diaminocyclohexansalzen,
1,4-Diaminobenzolsalzen, 1,2-Diaminobenzolsalzen, 1,3-Diaminobenzolsalzen,
Hexamethoniumchlorid, Hexamethoniumsalzen, Salzen von Diaminoethylether
von Polyethylenglycol, Salzen von Diaminoethylether von Polypropylenglycol,
N,N,N',N',N''-Pentamethyldiethylentriaminsalzen, 1,3,5-Triazinsalzen,
1,4,7-Triazacyclononansalzen, 1,2,4-Triazolsalzen, Glycerintris((poly(propylenglycol)
mit Aminende)-Ethersalzen, Glycerintris((polyethylenglycol) mit
Aminende)-Ethersalzen,
Isomeren davon und Mischungen davon, worin das Färbemittel in der ersten Tinte
befähigt
ist, auf einem Druckträger
durch Wechselwirkung mit dem diquaternären und/oder triquaternären Ammoniumsalz
in der zweiten Tinte immobilisiert zu werden, wodurch ein verringertes
Ineinanderlaufen von Farben ermöglicht
wird.
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Für
den vorstehenden Satz von Tinten sind die folgenden Ausführungsformen
bevorzugt: das Färbemittel
in der ersten Tinte ist ein anionischer Farbstoff; das Färbemittel
in der ersten Tinte umfasst Pigmentteilchen; das Ammoniumsalz ist
in der zweiten Tinte in einer Menge von 0,001 bis 15 Gew.-% der
Tinte vorhanden; wenigstens eine der ersten Tinte und der zweiten
Tinte enthält
ein Feuchthaltemittel; und die zweite Tinte enthält kein Färbemittel.
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Die vorliegende Erfindung stellt
weiter ein Mehrfarben-Tintenstrahldruckverfahren bereit, welches
umfasst: (a) Einbringen in einen Tintenstrahldrucker einer ersten
Tinte mit einer ersten Farbe und umfassend Wasser und ein Färbemittel,
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus (1) anionischen Farbstoffen, (2) Farbstoffen,
die physikalisch oder chemisch mit einem anionische Gruppen tragenden
Stabilisator verbunden sind, (3) Pigmentteilchen mit daran chemisch
gebundenen anionischen Gruppen, (4) Pigmentteilchen, die physikalisch
oder chemisch mit einem anionische Gruppen tragenden Stabilisator
verbunden sind, und (5) Mischungen davon, (b) Einbringen in den
Tintenstrahldrucker eine zweite Tinte, umfassend Wasser, ein optionales
Färbemittel
mit einer anderen Farbe als die erste Farbe und ein diquaternäres und/oder
triquaternäres
Ammoniumsalz, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Ethylendiaminsalzen, N-Methylethylendiaminsalzen, N,N-Dimethylethylendiaminsalzen,
N,N'-Dimethylethylendiaminsalzen,
N-Methyl-N'-ethylethylendiaminsalzen, N,N'-Diethylethylendiaminsalzen,
1,5-Diaminopentansalzen, 1,4-Diaminopiperazinsalzen, 1,6-Hexandiaminsalzen,
Piperazinsalzen, 4-Aminopyridinsalzen, 3-Aminopyrrolidinsalzen,
5-Aminochinuclidinsalzen, 5-Amino-8-hydroxychinolinsalzen, 1,4-Diaminocyclohexansalzen,
1,4-Diaminobenzolsalzen, 1,2-Diaminobenzolsalzen,
1,3-Diaminobenzolsalzen, Hexamethoniumchlorid, Hexamethoniumsalzen,
Salzen von Diaminoethylether von Polyethylenglycol, Salzen von Diaminoethylether
von Polypropylenglycol, N,N,N',N',N''-Pentamethyldiethylentriaminsalzen,
1,3,5-Triazinsalzen, 1,4,7-Triazacyclononansalzen, 1,2,4-Triazolsalzen,
Glycerintris((poly(propylenglycol) mit Aminende)-Ethersalzen, Glycerintris((polyethylenglycol)
mit Aminende)-Ethersalzen, Isomeren davon und Mischungen davon,
(c) Ausstoßen
von Tröpfchen
der ersten Tinte in einem bildweisen Muster auf einen Träger und
(d) Ausstoßen
von Tröpfchen
der zweiten Tinte in einem bildweisen Muster auf den Träger, worin
das Färbemittel
in der ersten Tinte auf dem Träger
durch Wechselwirkung mit dem diquaternären und/oder triquaternären Ammoniumsalz
in der zweiten Tinte immobilisiert wird, wodurch ein verringertes
Ineinanderlaufen von Farben ermöglicht
wird.
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Für
das vorstehende Verfahren sind die folgenden Ausführungsformen
bevorzugt: die zweite Tinte enthält
kein Färbemittel;
wenigstens eine der Tinten wird durch einen Druckkopf ausgestoßen, der
zum Drucken von wenigstens 360 Punkten pro Inch befähigt ist;
der Träger
wird vor, während
oder nach dem Drucken erwärmt;
der Drucker verwendet ein Verfahren, ausgewählt aus dem Thermotintenstrahldrucken,
dem akustischen Tintenstrahldrucken, dem Tintenstrahldrucken mit
kontinuierlichem Strom oder dem piezoelektrischen Tintenstrahldrucken;
und der Tintenstrahldrucker verwendet einen Druckkopf, welcher ein
Druckkopf mit Teilbreite, ein unterteilter Druckkopf oder eine Anordnung
mit voller Breite ist.
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Weiter bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
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Die gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendete erste Tinte umfasst Wasser, ein optionales Feuchthaltemittel,
optionale Additive und ein Färbemittel,
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus (1) anionischen Farbstoffen, (2) Farbstoffen,
die mit einem anio nischen Stabilisator (wie ein oberflächenaktives
Mittel oder ein Emulgiermittel) stabilisiert sind, (3) Pigmentteilchen
mit chemisch daran gebundenen anionischen Gruppen, (4) Pigmentteilchen,
die physikalisch oder chemisch mit einem Stabilisator (auch als
Dispergiermittel oder Dispersant bezeichnet) mit anionischen Gruppen
(-CO2
–, -SO3
–,
oder Ähnliches)
und (5) Mischungen davon. Die Farbe der ersten Tinte ist gewöhnlich bevorzugt
schwarz, obwohl die Farbe der ersten Tinte auch jede andere ausgewählte Farbe
sein kann, falls dies so erwünscht
ist.
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Die gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendete zweite Tinte umfasst Wasser, ein optionales Feuchthaltemittel,
optionale Additive, ein optionales Färbemittel und sowohl ein spezielles
diquaternäres
Ammoniumsalz (ein Ammoniumsalz, das zwei kationische Ammoniumgruppen
enthält)
oder ein spezielles triquaternäres
Ammoniumsalz (ein Ammoniumsalz, das drei kationische Ammoniumgruppen
enthält)
als auch jede Kombination davon miteinander und/oder mit einem quaternären Ammoniumsalz,
das nur eine kationische Ammoniumgruppe enthält.
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Jedes diquaternäre Ammoniumsalz enthält zwei
kationische Ammoniumgruppen und ihre zwei entsprechenden Anionen,
und jedes triquaternäre
Ammoniumsalz enthält
drei kationische Ammoniumgruppen und ihre drei entsprechenden Anionen,
wobei die Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen bis zu 60 beträgt. Die diquaternären und
triquaternären
Ammoniumsalze können
auch jede erwünschte
Zahl von Heteroatomen enthalten, wie Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff,
Selen, Phosphor oder Ähnliche.
Die diquaternären
und triquaternären
Ammoniumsalze können,
falls erwünscht,
mit verschiedenen funktionellen Gruppen, einschließlich linearen,
verzweigten oder cyclischen Alkylgruppen, aromatische Gruppen und
heterocyclischen Gruppen substituiert sein, wobei diese Gruppen
an die kationischen Ammoniumgruppen in dem Molekül gebunden sind. Weiterhin
können
die diquaternären
und triquaternären
Ammoniumsalze mit verschiedenen funktionellen Gruppen, wie Hydroxylgruppen,
Etherbindungen (-O-), Carbonylgruppen, Carbonsäuregruppen, Estergruppen, Amidgruppen
und Ähnlichen,
substituiert sein. Die kationischen Ammoniumgruppen können an
allen erwünschten
Stellen in dem Molekül
vorliegen. Die diquaternären
und triquaternären
Ammoniumsalze können von
der Reaktion einer Säure
(organisch oder anorganisch) oder einem Alkylierungsmittel mit entweder
einem unsubstituierten oder einem substituierten primären, sekundären oder
tertiären
Amin abgeleitet sein, wobei die diquaternären Ammoniumsalze von Verbindungen
mit zwei Amingruppen abgeleitet sind, und die triquaternären Ammoniumsalze
von Verbindungen mit drei Amingruppen abgeleitet sind. Die Anionen
der diquaternären und
triquaternären
Ammoniumsalze können
ausgewählt
sein aus den Anionen von jeder organischen Säure, wie das Ameisensäureanion
(HCO2
–), das Essigsäureanion
(CH3CO2
–),
das Propionsäureanion
(CH3CH2CO2
–), das Benzoesäureanion
(C6H5CO2
–)
oder Ähnliche),
anorganischen Säure
(wie das Chlorwasserstoffsäureanion
(Cl–),
das Bromwasserstoffsäureanion
(Br–),
das Iodwasserstoffsäureanion
(I–),
das Salpetersäureanion (NO3
–), das Hydroschwefelsäureanion
(HSO4
–), das Perchlorsäureanion
(ClO4
–) oder Ähnliche)
oder einem Alkylierungsmittel.
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Die in der vorliegenden Erfindung
verwendeten diquaternären
Ammoniumsalze umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Ethylendiamin-Dihydrochlorid,
Ethylendiamin-Dihydrobromid,
Ethylendiamin-Dihydroiodid, Ethylendiamin-Dinitrat, Ethylendiamin-Dihydrosulfat, Ethylendiamin-Diformiat,
Ethylendiamin-Diacetat, Ethylendiamin-Dipropionat, N-Methylethylendiamin-Dihydrochlorid,
N-Methylethylendiamin-Dihydrobromid, N-Methylethylendiamin-Dihydroiodid,
N-Methylethylendiamin-Dinitrat, N-Methylethylendiamin-Dihydrosulfat, N-Methylethylendiamin-Diformiat,
N-Methylethylendiamin-Diacetat, N-Methylethylendiamin-Dipropionat, N,N-Dimethylethylendiamin-Dihydrochlorid, N,N-Dimethylethylendiamin-Dihydrobromid,
N,N-Dimethylethylendiamin-Dihydroiodid,
N,N'-Dimethylethylendiamin-Dinitrat,
N,N-Dimethylethylendiamin-Dihydrosulfat, N,N-Dimethylethylendiamin-Diformiat,
N,N-Dimethylethylendiamin-Diacetat, N,N-Dimethylethylendiamin-Dipropionat, N,N'-Dimethylethylendiamin-Dihydrochlorid,
N,N'-Dimethylethylendiamin-Dihydrobromid,
N,N'-Dimethylethylendiamin-Dihydroiodid,
N,N'-Dimethylethylendiamin-Dinitrat,
N,N'-Dimethylethylendiamin-Dihydrosulfat,
N,N'-Dimethylethylendiamin-Diformiat,
N,N'-Dimethylethylendiamin-Diacetat,
N,N'-Dimethylethylendiamin-Dipropionat,
N-Methyl-N'-ethylethylendiamin-Dihydrochlorid,
N-Methyl-N'-ethylethylendiamin-Dihydrobromid,
N-Methyl-N'-ethylethylendiamin-Dihydroiodid,
N-Methyl-N'-ethylethylendiamin-Dinitrat,
N-Methyl-N'-ethylethylendiamin-Dihydrosulfat,
N-Methyl-N'-ethylethylendiamin-Diformiat,
N-Methyl-N'-ethylethylendiamin-Diacetat,
N-Methyl-N'-ethylethylendiamin-Dipropionat,
N,N'-Diethylethylendiamin-Dihydroiodid,
N,N'-Diethylethylendiamin-Dinitrat,
N,N'-Diethylethylendiamin-Dihydrosulfat,
N,N'-Diethylethylendiamin-Diformiat,
N,N'-Diethylethylendiamin-Diacetat,
N,N'-Diethylethylendiamin-Dipropionat,
1,5-Diaminopentan-Dihydrochlorid, 1,5-Diaminopentan-Diacetat, 1,4-Diaminopiperazin-Dihydrochlorid,
1,4-Diaminopiperazin-Diacetat, 1,6- Hexandiamin-Dihydrochlorid, 1,6-Hexandiamin-Dihydrobromid,
1,6-Hexandiamin-Dihydroiodid,
1,6-Hexandiamin-Diformiat, 1,6-Hexandiamin-Diacetat, Piperazin-Dihydrochlorid, Piperazin-Diacetat,
4-Aminopyridin-Dihydrochlorid, 4-Aminopyridin-Diacetat, 4-Aminopyridin-Dihydrobromid,
4-Aminopyridin-Dipropionat, 3-Aminopyrrolidin-Dihydrochlorid, 3-Aminopyrrolidin-Dihydrobromid,
3-Aminopyrrolidin-Diacetat, 5-Aminochinuclidin-Dihydrochlorid, 5-Aminochinuclidin-Dibromid,
5-Aminochinuclidin-Diacetat, 5-Amino-8-hydroxychinolin-Dihydrochlorid,
5-Amino-8-hydroxychinolin-Dihydrobromid, 5-Amino-8-hydroxychinolin-Diacetat,
1,4-Diaminocyclohexan-Dihydrochlorid, 1,4-Diaminocyclohexan-Diacetat,
1,4-Diaminobenzol-Dihydrochlorid, 1,4-Diaminobenzol-Diacetat, 1,2-Diaminobenzol-Dihydrochlorid,
1,2-Diaminobenzol-Diacetat, 1,3-Diaminobenzol-Dihydrochlorid,
1,3-Diaminobenzol-Diacetat, Hexamethoniumchlorid, Hexamethoniumbromid,
Dihydrochloridsalz von Diaminoethylether von Polyethylenglycol,
Dihydrobromidsalz von Diaminoethylether von Polyethylenglycol, Dihydroiodidsalz von
Diaminoethylether von Polyethylenglycol, Dinitratsalz von Diaminoethylether
von Polyethylenglycol, Diacetatsalz von Diaminoethylether von Polyethylenglycol,
Dihydrochloridsalz von Diaminoethylether von Polypropylenglycol,
Dihydrobromidsalz von Diaminoethylether von Polypropylenglycol,
Dihydroiodidsalz von Diaminoethylether von Polypropylenglycol, Dinitratsalz
von Diaminoethylether von Polypropylenglycol, Diacetatsalz von Diaminoethylether
von Polypropylenglycol, und Ähnliche,
Isomere davon und Mischungen davon.
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Die in der vorliegenden Erfindung
verwendeten triquaternären
Ammoniumsalze umfassen, sind aber nicht beschränkt auf sowohl N,N,N',N',N''-Pentamethyldiethylentriamin-Trihydrochlorid,
N,N,N',N',N''-Pentamethyldiethylentriamin-Trihydrobromid,
N,N,N',N',N''-Pentamethyldiethylentriamin-Trihydroiodid, N,N,N',N',N''-Pentamethyldiethylentriamin-Triformiat, N,N,N',N',N''-Pentamethyldiethylentriamin-Triacetat, 1,3,5-Triazin-Trihydrochlorid,
1,3,5-Triazin-Trihydrobromid, 1,3,5-Triazin-Trihydroiodid, 1,3,5-Triazin-Triformiat, 1,3,5-Triazin-Triacetat,
1,3,5-Triazin-Tripropionat, 1,4,7-Triazacyclononan-Trihydrochlorid,
1,4,7-Triazacyclononan-Trihydrobromid, 1,4,7-Triazacyclononan-Trihydroiodid, 1,4,7-Triazacyclononan-Triformiat,
1,4,7-Triazacyclononan-Triacetat, 1,4,7-Triazacyclononan-Tripropionat,
1,2,4-Triazol-Trihydrochlorid, 1,2,4-Triazol-Trihydrobromid, 1,2,4-Triazol-Trihydroiodid,
1,2,4-Triazol-Triformiat, 1,2,4-Triazol-Triacetat, 1,2,4-Triazol-Tripropionat,
Glycerintris((poly(propylenglycol) mit Aminende)-ether-Trihydrochlorid, Glycerintris((poly(propylenglycol)
mit Aminende)-ether-Tri hydrobromid, Glycerintris((poly(propylenglycol)
mit Aminende)-ether-Trihydroiodid, Glycerintris((polypropylenglycol)
mit Aminende)-ether-Triformiat, Glycerintris((polypropylenglycol)
mit Aminende)-ether-Triacetat, Glycerintris((polypropylenglycol)
mit Aminende)ether-Tripropionat, Glycerintris((polyethylenglycol)
mit Aminende)-ether-Trihydrochlorid, Glycerintris((polyethylenglycol)
mit Aminende)-ether-Trihydrobromid, Glycerintris((polyethylenglycol)
mit Aminende)-ether-Trihydroiodid, Glycerintris((polyethylenglycol)
mit Aminende)-ether-Triformiat, Glycerintris((polyethylenglycol)
mit Aminende)-ether-Triacetat, Glycerintris((polyethylenglycol)
mit Aminende)-ether-Tripropionat und Ähnliche als auch Mischungen
davon.
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Die diquaternären und triquaternären Ammoniumsalze
können
auch gemischte Anionen und verschiedene funktionelle Gruppen in
einem Molekül
enthalten.
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Die zweite Tintenzusammensetzung
enthält
das di- und/oder triquaternäre
Ammoniumsalz in jeder erwünschten
oder wirksamen Menge, um es zu befähigen, mit dem Färbemittel
und/oder dem das Färbemittel stabilisierenden
Mittel in der ersten Tintenzusammensetzung zu reagieren oder zu
komplexieren, wodurch eine Immobilisierung oder Ausfällung des
Färbemittels
und/oder des das Färbemittel
stabilisierenden Mittels auf dem Druckträger hervorgerufen wird, was
zur Verringerung des Ineinanderlaufens von Farben und zur Verbesserung
der Bildqualität
führt.
Typischerweise ist das di- und/oder triquaternäre Ammoniumsalz in der Tinte
in einer Menge von 0,001 bis 15 Gew.-% der Tinte, bevorzugt von
0,01 bis 15 Gew.-% der Tinte, bevorzugter von 0,1 bis 10 Gew.-%
der Tinte und noch bevorzugter von 0,1 bis 8 Gew.-% der Tinte vorhanden,
obwohl die Menge außerhalb
dieser Bereiche liegen kann.
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Die di- und/oder triquaternären Ammoniumsalze
können
auch in Verbindung mit einem oder mehreren monoquaternären Ammoniumsalzen
in jeder Kombination verwendet werden. Die monoquaternären Ammoniumsalze
haben eine kationische quaternäre
Ammoniumgruppe und ein entsprechendes Anion in jedem Ammoniumsalzmolekül. Die monoquaternären Ammoniumsalze
werden aus einem Amin (einschließlich primäre Amine, sekundäre Amine
und tertiäre
Amine) und einem Alkylierungsmittel oder einer organischen oder
anorganischen Säure
hergestellt. Monoquaternäre
Ammoniumsalze sind jedoch weniger wirksam als diquaternäre Ammoniumsalze
und triquaternäre
Ammoniumsalze zur Verringerung des Ineinanderlaufens von Farben.
Die diquaternären
Ammo niumsalze, triquaternären
Ammoniumsalze und Mischungen davon mit monoquaternären Ammoniumsalzen
sind zur Bildung von Kationen und Anionen in einem wässrigen
Tintenmedium befähigt.
Ammoniumkationen mit mehr als zwei Ammoniumgruppen sind wirksam
beim Immobilisieren oder Umsetzen oder Komplexieren der Färbemittel
in den Tinten, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Falls erwünscht,
können
die vorstehend genannten di- und/oder triquaternären Ammoniumsalze auch in Verbindung mit
sämtlichen
bekannten mehrwertigen Metallsalzen (organische und anorganische
Salze, enthaltend Metallkationen einschließlich Ca++,
Zn++, Mg++, Cu2+, Sr++, Ba++, Al+++, Übergangsmetallkationen,
wie Ga3+, In3+,
Cr3+, Fe+++, Sn++++, oder Ähnliche, Lanthanidmetallkationen,
wie Pr3+, Nd3+,
Y3+, oder Ähnliche) in der zweiten Tinte für die vorliegende
Erfindung verwendet werden, um das Ineinanderlaufen von Farben weiter
zu verringern und um die Druckqualität und Ausstoßleistung
zu verbessern.
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Die Tintenzusammensetzungen für die vorliegende
Erfindung enthalten auch Wasser, ein Färbemittel, ein oder mehrere
optionale Feuchthaltemittel und ein oder mehrere optionale Additive,
wie Co-Lösungsmittel und/oder
andere optionale Additive, die im Stand der Technik betreffend Tintenstrahltinten
bekannt sind. Zahlreiche verwendbare bekannte Feuchthaltemittel
und/oder Co-Lösungsmittel
sind zur Verwendung in den Tinten für die vorliegende Erfindung
geeignet. Einige geeignete Feuchthaltemittel und Co-Lösungsmittelumfassen, sind aber
nicht beschränkt
auf sowohl Glycolderivate, wie Ethylenglycol, Diethylenglycol, Propylenglycol, Dipropylenglycol,
Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, Poly(ethylen-co-propylen)glycol
und Ähnliche
als auch ihre Reaktionsprodukte mit Alkylenoxiden, einschließlich Ethylenoxid
und Propylenoxid; sowohl Triolderivate, enthaltend 3 bis 40 Kohlenstoffatome,
einschließlich
Glycerin, Trimethylolpropan, 1,3,5-Pentantriol, 1,2,6-Hexantriol
und Ähnliche
als auch ihre Reaktionsprodukte mit Alkylenoxiden, einschließlich Ethylenoxid, Propylenoxid
und Mischungen davon; sowohl Diole, enthaltend 2 bis 40 Kohlenstoffatome,
wie 1,3-Pentandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,4-Pentandiol,
1,6-Hexandiol, 1,5-Hexandiol, 2,6-Hexandiol, Neopentylglycol-(2,2-dimethyl-1,3-propandiol)
und Ähnliche
als auch ihre Reaktionsprodukte mit Alkylenoxiden, einschließlich Ethylenoxid
und Propylenoxid in jedem erwünschten
molaren Verhältnis
zur Bildung von Materialien mit einem breiten Bereich von Molekulargewichten;
Sulfoxidderivate, enthaltend 2 bis 40 Kohlenstoffatome, einschließlich Dialkylsulfoxide
(symmetrische und asymmetrische Sulfoxide), wie Dimethylsulfoxid,
Methylethylsulfoxid, Alkylphenylsulfoxide und Ähnliche; Sulfonderivate (symmetrische
und asymmetrische Sulfone), enthaltend 2 bis 40 Kohlenstoffatome,
wie Dimethylsulfon, Methylethylsulfon, Sulfolan (Tetramethylensulfon,
ein cyclisches Sulfon), Dialkylsulfone, Alkylphenylsulfone, Dimethylsulfon,
Methylethylsulfon, Diethylsulfon, Ethylpropylsulfon, Dipropylsulfon,
Propylbutylsulfon, Dibutylsulfon, Methylphenylsulfon, Methylsulfolan,
Dimethylsulfolan und Ähnliche;
Amide mit 2 bis 40 Kohlenstoffatomen, wie N-Alkylamide, N,N-Dialkylamide,
N,N-Alkylphenylamide, 2-Pyrrolidon (ein cyclisches Amid), N-Methylpyrrolidinon
(ein cyclisches Amid), N-Cyclohexylpyrrolidinon, N,N-Dimethyl-p-toluamid
(aromatisch), N,N-Dimethyl-o-toluamid, N,N-Diethyl-m-toluamid und Ähnliche;
Ether, wie Alkyletherderivate von verschiedenen Alkoholen, Etherderivate
von Triolen und Diolen, einschließlich Butylcarbitol, Hexylcarbitol,
Triolether, Alkylether von Polyethylenglycolen, Alkylether von Polypropylenglycolen,
Alkylether von Phenylpolyethylenglycolen, Alkylether von Phenylpolypropylenglycolen
und Ähnliche;
Harnstoff und Harnstoffderivate; innere Salze, wie Betain und Ähnliche;
Thioderivate (Schwefelderivate) der vorstehend genannten Materialien
(Feuchthaltemittel), einschließlich
Thioethylenglycol, Thiodiethylenglycol, Trithio- oder Dithiodiethylenglycol
und Ähnliche;
Hydroxyamidderivate, einschließlich
Acetylethanolamin, Acetylpropanolamin, Propylcarboxyethanolamin,
Propylcarboxypropanolamin und Ähnliche;
Reaktionsprodukte der vorstehend genannten Materialien (Feuchthaltemittel)
mit Alkylenoxiden; und Mischungen davon.
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Die Fähigkeit der Tintenzusammensetzungen
für die
vorliegende Erfindung, bei hoher Frequenz (aufgrund des hohen Frequenzverhaltens,
typischerweise 4 kHz oder größer) ausgestoßen zu werden,
erlaubt das Drucken von Mehrfarben-Tintenstrahlbildern mit hoher
Geschwindigkeit, insbesondere wenn Tintenstrahldruckköpfe mit
einer Anordnung in voller Breite verwendet werden. Eine Druckgeschwindigkeit
von 50 Kopien/min für
die Herstellung von Mehrfarbenbildern kann erreicht werden.
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Feuchthaltemittel sind in der Tinte,
falls vorhanden, in jeder erwünschten
oder wirksamen Menge, typischerweise bis zu 40 Gew.-% der Tinte,
vorzugsweise bis zu 35 Gew.-%
der Tinte und weiter vorzugsweise von 5 bis 30 Gew.-% der Tinte
vorhanden, obwohl die Menge außerhalb
dieser Bereiche liegen kann.
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Tintenzusammensetzungen für die vorliegende
Erfindung können
auch mit niedriger Viskosität
hergestellt werden. Materialien mit niedrigem Molekulargewicht sind
in den Tinten bevorzugt. Diquaternäre Ammoniumsalze sind für diesen
Zweck bevorzugt. Tin tenzusammensetzungen für die vorliegende Erfindung
mit niedriger Viskosität
können
schnelles Tintenausstoßen
und Nachfüllen
in Mehrfarben-Tintenstrahldruckverfahren der vorliegenden Erfindung
erlauben. Die Viskosität
der Tintenzusammensetzung beträgt
gewöhnlich
weniger als 10 Centipoise (bei Raumtemperatur, d. h. etwa 25°C), vorzugsweise
von 1 bis 6 Centipoise und weiter vorzugsweise von 1 bis 5 Centipoise.
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Die Tintenzusammensetzungen für die vorliegende
Erfindung können
auch zusätzlich
Additive enthalten, wie ein Eindringmittel, um das Ineinanderlaufen
von Farben und die Trocknungszeit zu minimieren. Das Eindringmittel
kann der Tinte, insbesondere einer Farbtinte, eine niedrige Oberflächenspannung,
vorzugsweise weniger als 45 Dyn/cm, weiter vorzugsweise von 20 bis
45 Dyn/cm und noch weiter vorzugsweise von 25 bis 45 Dyn/cm verleihen.
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Eindringmittel umfassen, sind aber
nicht beschränkt
auf sowohl Hydroxyether (Cellusolve® und
Alkylcellusolven®, Carbitol® und
Alkylcarbitole®,
wie Propylcarbitol®, Butylcarbitol®,
Pentylcarbitol®,
Hexylcarbitol® und Ähnliche);
Alkylether von Glycolderivaten, einschließlich Alkylether von Ethylenglycol,
Diethylenglycol, Triethylenglycol, Tetraethylenglycol, Dipropylenglycol,
Tripropylenglycol und Tetrapropylenglycol; Polyethylenglycoletherderivate,
wie Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Pentyl-, Hexyl-, Phenyl-,
und Alkylphenyletherderivate von Polyethylenglycolen; Polypropylenglycoletherderivate,
wie Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Pentyl-, Hexyl-, Phenyl- und
Alkylphenyletherderivate von Polypropylenglycolen; Amidderivate,
einschließlich
N-Methylpyrrolidinon, N,N-Dimethyl-p-toluamid,
N,N-Dimethyl-o-toluamid, N,N-Diethyl-m-toluamid und Ähnliche;
oberflächenaktive
Mittel, einschließlich
nicht-ionische und ionische Materialien mit niedriger Oberflächenspannung
(typischerweise 45 Dyn/cm oder weniger bei Raumtemperatur); und Ähnliche
als auch Mischungen davon. Die vorstehend genannten Additive können in
den Tinten für
die vorliegende Erfindung verwendet werden, um Tintenstrahltintenzusammensetzungen
mit zusätzlichen
Vorteilen bezüglich
der Verringerung des Ineinanderlaufens von Farben und der Trocknungszeit
zu ergeben. Die Verwendung der vorstehend genannten Eindringmittel und/oder
oberflächenaktiven
Mittel ist insbesondere für
Farbtintenzusammensetzungen brauchbar, die in einem Farbtinten-Tintenstrahldruckverfahren
verwendet werden. Die Verwendung dieser Eindringmittel und/oder
oberflächenaktiven
Mittel kann eine beträchtliche
Verringerung des Ineinanderlaufens von Farben sowohl zwischen der
schwarzen Tinte und Farbtinten als auch zwischen zwei verschiedenen
Farbtinten erlauben. Die vorstehend genannten Materialien können jedoch,
falls erwünscht,
auch in schwarzen Tintenstrahltintenzusammensetzungen verwendet
werden, vorausgesetzt, dass sie mit den Färbemitteln in den Tinten verträglich sind.
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Die in den Tintenzusammensetzungen
für die
vorliegende Erfindung verwendeten Färbemittel können aus Farbstoffen, Pigmenten
und Mischungen davon ausgewählt
werden. Das Färbemittel
kann aus den geeigneten Färbemitteln
ausgewählt
werden, die in Color Index, gemeinsam herausgegeben von American
Association of Textile Chemist and Colorists (AATCC) und The Society
of Dyers und Colorists in Bradford, England; BUYER'S GUIDE for Textile
Chemist and Colorist, herausgegeben von AATCC, und Ähnlichen,
aufgeführt sind.
Das Färbemittel
kann in den Tinten entweder mit oder ohne ein Dispergiermittel vorhanden
sein. So sind z. B. Pigmentteilchen, wie diejenigen, die chemisch
modifiziert sind, um ionisierbare, funktionelle Gruppen in Wasser
zu besitzen, wie Carboxylat- oder Sulfonatgruppen, in einer wässrigen
Tinte stabil und erfordern kein Dispergiermittel. Einige Beispiele
von chemisch modifizierten Pigmenten sind z. B. in der US-Patentschrift
Nr. 5,281,261 beschrieben, ebenfalls geeignet sind im Handel erhältliche
Rußdispersionen,
wie Cabojet 200, Cabojet 300 und Ähnliche. Pigmentteilchen, die
nicht chemisch modifiziert sind, sind vorzugsweise mit wenigstens
einem Dispergiermittel (oder Dispersant) vorhanden, um die Teilchen
in einer wässrigen
Tinte zu stabilisieren. Das pigmentstabilisierende Mittel kann anionisch,
kationisch oder nicht ionisch sein. Anionische pigmentstabilisierende
Mittel sind jedoch in der ersten Tinte (d. h. die Tinte, welche
das di-, tri- oder polyquaternäre
Ammoniumsalz nicht enthält)
bevorzugt aufgrund ihrer Fähigkeit
mit dem di-, tri- oder polyquaternären Ammoniumsalz in der zweiten
Tinte zu reagieren oder Komplexe damit zu bilden oder es zu immobilisieren.
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In Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung, worin Farbstoffe verwendet werden, ist der Farbstoff
in der Tinte in jeder wirksamen Menge vorhanden, um eine erwünschte Farbe
und optische Dichte zu ergeben. Typischerweise ist der Farbstoff
in einer Menge von 0,1 bis 15 Gew.-% der Tinte, vorzugsweise von
1 bis 10 Gew.-% der Tinte, weiter vorzugsweise von 1 bis 8 Gew.-%
der Tinte und noch weiter vorzugsweise von 1 bis 7 Gew.-% der Tinte
vorhanden, obwohl die Menge außerhalb
dieses Bereichs liegen kann. Eine Mischung von Farbstoffen in jedem
erwünschten
Verhältnis
kann auch verwendet werden, um eine spezielle Färbung oder einen speziellen
Farbton zu erhalten. In ähnlicher
Weise kann in Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, wo Pigment verwendet wird, das Pigment
in der Tinte in jeder wirksamen Menge vorhanden sein. Typischerweise
ist das Pigment in einer Menge von 0,1 bis 15 Gew.-% der Tinte und
vorzugsweise von 1 bis 10 Gew.-% der Tinte vorhanden, obwohl die
Menge außerhalb
dieser Bereiche liegen kann. Wenn sowohl Farbstoffe als auch Pigmente
in eine Tinte eingearbeitet werden, kann der Gewichtsprozentsatz
des vereinigten Färbemittels
entsprechend eingestellt werden.
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Ein geeigneter Farbstoff oder eine
Mischung von Farbstoffen, der bzw. die mit den anderen Tintenbestandteilen
verträglich
ist, kann verwendet werden. Es können
wasserlösliche
oder in Wasser dispergierbare anionische Farbstoffe, Direktfarbstoffe,
Reaktivfarbstoffe und kationische Farbstoffe ausgewählt werden.
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Pigmente können jede erwünschte Farbe
haben, wie schwarz, cyanfarben, magentafarben, gelb, rot, blau,
grün, braun
oder Ähnliche
als auch Mischungen davon. Es ist bevorzugt, dass die Pigmentteilchen
in einer Tintenstrahltintenzusammensetzung die gleiche oder ähnliche
Farbe haben, so dass keine Beeinflussung oder Verschlechterung der
erwünschten
Farbe der Endtinte auftritt.
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Das optionale Färbemittel der zweiten Tinte
sollte mit dem ausgewählten
di- und/oder triquaternären Ammoniumsalz
in der zweiten Tintenstrahltintenzusammensetzung verträglich sein,
um jegliche Ausstoß- und/oder
Stabilitätsprobleme
zu vermeiden. Spezieller sollte das ausgewählte Färbemittel in der zweiten Tinte durch
das ausgewählte
di- und/oder triquaternäre Ammoniumsalz
nicht ausgefällt
werden.
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Vorzugsweise ist die Pigmentteilchengröße so klein
wie möglich,
um eine stabile kolloidale Suspension der Teilchen in dem flüssigen Vehikel
mit guter Farbstärke
zu ermöglichen
und um ein Verstopfen der Tintenkanäle oder Düsenöffnungen zu vermeiden, wenn
die Tinte in einem Tintenstrahldrucker verwendet wird. Bevorzugte
mittlere Teilchengrößen oder
Durchmesser betragen gewöhnlich
0,001 bis 3 Mikron, obwohl die Teilchengrößen außerhalb dieser Bereiche liegen
können.
Eine bevorzugtere Pigmentteilchengrößenverteilung ist eine, worin
Teilchen mit wenigstens 50% der Teilchen unter 0,3 Mikron liegen,
wobei keine Teilchen größer sind
als 3,0 Mikron (gemessen mit einem Hodaka CAPA 700 Teilchengrößenanalysator).
Bevorzugter umfasst die mittlere Pig mentteilchengröße Teilchen
mit wenigstens 70% der Teilchen unter 0,3 Mikron, wobei keine Teilchen
größer sind
als 1,2 Mikron. Pigmentteilchengrößen können jedoch außerhalb
dieser Bereiche liegen, vorausgesetzt, dass sie kein unerwünschtes
Verstopfen und keine Wartungsprobleme hervorrufen.
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In einigen Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung kann der Farbstoff oder das Pigment in der Tinte mit einem
oder mehreren Dispergiermitteln oder Stabilisiermitteln dispergiert
werden. Die Stabilisiermittel können
anionisch, kationisch oder nicht-ionisch sein. Einige Stabilisiermittel
haben sowohl hydrophile (sie umfassen ionische Gruppen, die zur
Ionisierung in Wasser befähigt
sind) als auch hydrophobe (Affinität für Pigmente) Gruppen. Geeignete
Stabilisiermittel umfassen, sind aber nicht beschränkt auf
anionische Dispergiermittel, wie Polymere und Copolymere von Styrolsulfonatsalzen
(wie Na+, Li+, K+, Cs+, Rb+, substituierte und unsubstituierte Ammoniumkationen
und Ähnliche),
unsubstituierte und substituierte (wie alkyl-, alkoxy-substituierte
Napthalinderivate und Ähnliche)
Naphthalinsulfonatsalze (wie Na+, Li+, K+, Cs+, Rb+, substituierte
oder unsubstituierte Ammoniumkationen und Ähnliche) mit einem Aldehydderivat,
wie unsubstituierte Alkylaldehydderivate, einschließlich sowohl
Formaldehyd, Acetaldehyd, Propylaldehyd und Ähnliche als auch Mischungen
davon. Beispiele von solchen Stabilisiermitteln umfassen, sind aber
nicht beschränkt
auf Handelsprodukte, wie Versa® 4, Versa® 7,
Versa® 77
(National Starch and Chemical Co.), Lomar® D
(Diamond Shamrock Chemical Co.), Daxad® 19,
Daxad® K
(W.R. Grace & Co.),
Tamol® SN
(Rohm & Haas)
und Ähnliche.
Andere verwendbare anionische Stabilisiermittel umfassen sowohl
Polymere oder Copolymere von Styrol und einem Acrylsäuresalz, Styrol
und einem Methacrylsäuresalz,
Styrol und einem Maleinsäuresalz
und Ähnliche
als auch Mischungen davon.
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Nicht-ionische Stabilisiermittel
oder oberflächenaktive
Mittel können
auch in Tinten für
die vorliegende Erfindung verwendet werden, wie ethoxylierte Monoalkyl-
oder Dialkylphenole, einschließlich
Materialien der Igepal® CA- und CO-Reihen (Rhone-Poulenc
Co., wie Igepal® CA-630,
CO-630 und Ähnliche),
Materialien der Surfynol®-Reihen von Air Products
and Chemicals Co. und Materialien der Triton®-Reihen
(Union Carbide Company). Diese nicht-ionischen oberflächenaktiven
Mittel oder Dispergiermittel können
allein oder in Kombination mit anionischen oder kationischen Dispergiermitteln
verwendet werden.
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Das Verhältnis von Farbstoff oder Pigment
zu Stabilisiermittel, bezogen auf das Gewicht, beträgt typischerweise
1 : 0,01 bis 1 : 3, vorzugsweise 1 : 0,1 bis 1 : 2 und weiter vorzugsweise
1 : 0,10 bis 1 : 0,75.
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Das Verhältnis des Naphthalinsubstituenten
zu Aldehyd in den vorstehend genannten anionischen Stabilisiermitteln
beträgt
typischerweise etwa 1 : 1, obwohl dieses Verhältnis in Abhängigkeit
von der Stöchiometrie
des Einsatzmaterials und der Reaktionsbedingung verschieden sein
kann, und kann rasch eingestellt werden, um ein Dispergiermittel
mit einem erwünschten
Molekulargewicht und dem erwünschten
Verhältnis des
Naphthalinsubstituenten zu Aldehyd zu erhalten. Das gewichtsmittlere
Molekulargewicht des Stabilisiermittels beträgt gewöhnlich weniger als 20000, vorzugsweise
weniger als 13000 und weiter vorzugsweise weniger als 10000. Die
Dispersion enthält
vorzugsweise genug Dispergiermittel, um den Farbstoff oder Pigmentteilchen
in Wasser zu dispergieren, aber nicht so viel, um die Eigenschaften
der Dispersion und der Tinte, wie Viskosität, Stabilität und optische Dichte, nachteilig
zu beeinflussen.
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Die Tintenzusammensetzungen für die vorliegende
Erfindung, insbesondere Tinten auf Farbstoffbasis, können optional
einen wasserlöslichen
oder mischbaren Mikrowellenkuppler enthalten. Der Mikrowellenkuppler
kann aus einem der bekannten Mikrowellenkuppler ausgewählt werden,
welche organische oder anorganische Salze oder nicht ionische Mikrowellenkuppler
sein können,
die eine rasche Trocknung einer Tinte durch eine Mikrowellenheizvorrichtung
erlauben. Der ionische Typ des Mikrowellenkupplers kann aus organischen oder
anorganischen Salzen ausgewählt
werden, welche eine rasche Trocknung der Tinte durch eine Mikrowellenheizvorrichtung
erlauben. Der Mikrowellenkuppler kann z. B. ein Salz sein, welches
der Tinte eine erwünschte
Leitfähigkeit
und Kupplungswirksamkeit verleiht. Die Salze oder ionischen Verbindungen
weisen einen hohen Ionisierungsgrad in wässrigen Tinten mit guter elektrischer
Leitfähigkeit
auf und sind zur Kupplung mit einer Mikrowellenvorrichtung zur Trocknung
von Tinte auf einem Druckträger
und zur Vermeidung von Ineinanderlaufen von Farben befähigt, wenn
die Tinten z. B. benachbart zu einer Tinte auf Pigmentbasis, die durch
ein anionisches Dispergiermittel stabilisiert ist, gedruckt werden.
Solche ionischen Verbindungen umfassen typischerweise Metall- und
Ammoniumsalze von anorganischen und organischen Säuren mit
Kationen und Anionen. Typische Kationen von Salzen umfassen, sind
aber nicht beschränkt
auf N+, NH4
+, Cs+, K+, Na+, Li+, Ca2+, Mg2+, Zn2+, Ni2+, Mn2+, Co2+, Sr2+, Cd2+, Ba2+, Fe2+, Cu2+, Ga3+, In3+, Cr3+, Pr3+, Nd3+, Y3+, Al3+, Fe3+, Lanthanidenkationen,
Actinidenkationen und Ähnliche.
Die Anionen von Salzen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf
Halogenide (I–,
Br–,
Cr– und
F–),
Chlorat (ClO3
–),
OH–,
NO3
–, SO4
2–,
CH3CO2
–,
CH3CH2CO2
–, C6H5CO2
–, C6H5SO3
–,
verschiedene Ethylendiamintetraessigsäureanionen (EDTA-Anionen) und Ähnliche.
Metallsalze von einwertigen und mehrwertigen Salzen können ebenfalls
in Tinten für
die vorliegende Erfindung zur Verringerung des Ineinanderlaufens
von Farben verwendet werden, entweder durch Mikrowellenerwärmen der
Bilder oder durch chemische Wechselwirkung mit anionischen Färbemitteln
in Gegenwart oder Abwesenheit von Wärme in einem Mehrfarben-Tintenstrahldruckverfahren.
Die di- und/oder triquaternären
Ammoniumsalze, die in den Tinten der vorliegenden Erfindung enthalten
sind, können
in Verbindung mit Metallsalzen zur leichten Bildung ionisierter
Spezies in einem wässrigen
Medium verwendet werden. Sie sind zum wirksamen Kuppeln mit Mikrowellen
befähigt,
um Wärme
zur Verringerung des Ineinanderlaufens von Farben und zur Erhöhung der
Tintentrocknungswirksamkeit und -geschwindigkeit zu erzeugen. Daher
können
die Tinten für
die vorliegende Erfindung ein verringertes Ineinanderlaufen von
Farben mit rascheren Trocknungsgeschwindigkeiten und Druckgeschwindigkeiten
haben, falls eine Mikrowellenvorrichtung in dem Mehrfarben-Tintenstrahldruckverfahren
verwendet wird. Die di- und/oder triquaternären Ammoniumsalze können auch
in Verbindung mit mehrwertigen Metallsalzen in Tinten verwendet
werden, um die Wirksamkeit des Nichtineinanderlaufens entweder mit
oder ohne eine Mikrowellenvorrichtung zu erhöhen.
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Die Tinten für die vorliegende Erfindung
können
optional ein Ausstoßhilfsmittel,
wie Polyethylenoxid (typischerweise in Mengen von weniger als 5
Gew.-%) oder eine kleine Menge (typischerweise weniger als 0,1 Gew.-%)
stabilisierte Pigmentteilchen enthalten Ein bevorzugtes Polyethylenoxid
ist eines mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von etwa
18500, obwohl das Molekulargewicht des Ausstoßhilfsmittels verschieden sein
kann. Beispiele von Tinten, die bevorzugte Polyethylenoxide enthalten,
sind z. B. in der US-Patentschrift Nr. 5,207,825 beschrieben. Das
Ausstoßhilfsmittel
ergibt einen glatten Ausstoß oder
einen Ausstoß mit geringer
Schwankung und ist besonders geeignet in Tinten auf Farbstoffbasis.
Falls notwenig, können
Ausstoßhilfsmittel
auch in Tintenstrahltinten auf Pigmentbasis verwendet werden.
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Andere erwünschte Additive, einschließlich wasserlösliche Polymere,
pH-Puffermittel, Biozide, Chelatbildungsmittel (EDTA und Ähnliche),
Antirollmittel, Mittel gegen das Ineinanderlaufen und andere bekannte
Tintenadditive können
ebenfalls optional in den Tinten für die vorliegende Erfindung
verwendet werden. Solche Additive können gewöhnlich zu den Tinten in bekannten
Mengen für
ihre bekannten Zwecke zugesetzt werden.
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Additive, wie oberflächenaktive
Mittel oder Netzmittel, können
ebenfalls zu den Tinten zugesetzt werden. Diese Additive können vom
anionischen oder nicht-ionischen Typ sein. Geeignete oberflächenaktive
Mittel und Netzmittel umfassen, sind aber nicht beschränkt auf
Tamol SN®-,
Tamol LG®-
und Triton®-Reihen
(Rohm und Haas Co), Marasperse®-Reihen, Igepal®-Reihen
(Rhone-Poulenc Co., früher
von GAF Co.), Tergitol®-Reihen, Duponol®-Reihen
(E.I. Du Pont de Nemours & Co.),
Surtynol-Reihen (Air Products Inc.), Iconol®-Reihen (BASF
Co.), Brij®-Reihen
(ICI Americas Inc.), Pluronic®-Reihen (BASF Co.), Emulphor® ON
870 und ON 877 (GAF) und andere im Handel erhältliche oberflächenaktive
Mittel. Diese oberflächenaktiven
Mittel (oder Dispergiermittel) und Netzmittel können in der Tinte in wirksamen
Mengen vorhanden sein, gewöhnlich
von 0 bis 15 Gew.-% der Tinte, vorzugsweise von 0,001 bis 10 Gew.-%
der Tinte und bevorzugter von 0,01 bis 8 Gew.-% der Tinte, obwohl
die Menge außerhalb
dieser Bereiche liegen kann.
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Polymere Additive können ebenfalls
zu den Tinten für
die vorliegende Erfindung zugesetzt werden, um die Viskosität oder die
Schmierbeständigkeit
der Tinte zu erhöhen.
Geeignete polymere Additive umfassen, sind aber nicht beschränkt auf
sowohl wasserlösliche
Polymere und Copolymere, wie Gummi arabicum, Polyacrylatsalze, Polymethacrylatsalze,
Polyvinylalkohole, Hydroxypropylcellulose, Hydroxyethylcellulose,
Polyvinylpyrrolidinon, Polyvinylether, Stärke, Polysaccharide, Polyethylenimine,
derivatisiert mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, wie die Discole®-Reihen
(DKS International), die Jeffamine®-Reihen
(Texaco) und Ähnliche
als auch Mischungen davon. Polymere Additive können in der Tinte in Mengen
von 0 bis 10 Gew.-% der Tinte, vorzugsweise von 0,001 bis 8 Gew.-%
der Tinte und weiter vorzugsweise von 0,001 bis 5 Gew.-% der Tinte
vorhanden sein, obwohl die Menge außerhalb dieser Bereiche liegen
kann.
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Andere optionale Additive umfassen,
sind aber nicht beschränkt
auf Biozide, wie Dowicil® 150, 200 und 75, Benzoatsalze,
Sorbatsalze, Proxel® (erhältlich von ICI) und Ähnliche.
Wenn sie verwendet werden, sind solche Biozidde gewöhnlich in
einer Menge von 0 bis 10 Gew.-% der Tinte, vorzugsweise von 0,001
bis 8 Gew.-% der Tinte und weiter vorzugsweise von 0,01 bis 4 Gew.-%
der Tinte vorhanden, obwohl die Menge außerhalb dieser Bereiche liegen
kann. Tinten für
die vorliegende Erfindung können
auch pH-Regelungsmittel (Puffer)
enthalten. Geeignete pH-Regelungsmittel oder Puffer umfassen, sind
aber nicht beschränkt
auf Säuren,
Basen, Phosphatsalze, Carboxylatsalze, Sulfitsalze, Sulfatsalze,
Aminsalze und Ähnliche.
Solche pH-Regelungsmittel sind gewöhnlich in einer Menge von 0
bis 10 Gew.-% der Tinte, vorzugsweise von 0,001 bis 5 Gew.-% der
Tinte und weiter vorzugsweise von 0,01 bis 5 Gew.-% der Tinte vorhanden,
obwohl die Menge außerhalb
dieser Bereiche liegen kann.
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Die Tinten für die vorliegende Erfindung
weisen in einigen Ausführungsformen
gute Latenz und gutes Hochfrequenzverhalten auf. Einige Beispiele
der Tinten für
die vorliegende Erfindung haben Latenzdaten von 10 Sekunden oder
mehr bei einer relativen Feuchtigkeit von 15% gezeigt, wenn ein
Hochauflösungsdruckkopf von
600 spi verwendet wird. Das maximale Frequenzverhalten von wenigstens
5 bis 12 kHz wurde beobachtet, wenn die Tinten in einem Hochauflösungsdruckkopf
von 600 spi verwendet wurden. Da die Tinten für die vorliegende Erfindung
häufig
eine niedrige Viskosität
(5 Centipoise oder weniger) haben, können sie auch in Tintenstrahldruckköpfen mit
Auflösungen
von 600 bis 720 spi verwendet werden, was ein Drucken mit einer
Auflösung
bis zu 1440 spi erlaubt. Wenn Druckköpfe mit einer Anordnung mit
voller Breite verwendet werden, kann eine Druckgeschwindigkeit von
50 Seiten pro Minute oder mehr erreicht werden. Somit können Tinten
für die
vorliegende Erfindung verwendet werden, um Mehrfarbenbilder bei
einer sehr hohen Geschwindigkeit herzustellen. Falls erwünscht, können die
Tinten auch bei jeder Geschwindigkeit unter 50 Seiten pro Minute
unter Verwendung von geeigneter elektronischer Kontrolle und von
Druckköpfen,
ausgewählt
aus Einzeldruckköpfen,
Druckköpfen
mit einer Teilbreite, Druckköpfen
mit einer Anordnung in voller Breite und Kombinationen davon, gedruckt
werden.
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Die Tinten für die vorliegende Erfindung
können
bildweise entsprechend digitalen Datensignalen auf einen Druckträger aufgebracht
werden, wobei sie entweder mit einer Heizvorrichtung erwärmt oder
nicht erwärmt
werden. Das Aufbringen der Tinten auf den Träger kann auch nach jedem anderen
geeigneten Druckverfahren erfolgen, das mit wässrigen Tinten verträglich ist,
einschließlich
flexografischem Drucken, Stiftschreibern, Tintenstrahldrucksystemen
mit kontinuierlichem Strom, Tintenstrahldrucksystemen mit Tropfen-auf-Anfrage
(einschließlich
piezoelektrischen, akustischen und Thermotintenstrahldruckverfahren)
und Ähnliche.
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Der verwendete Druckträger kann
jeder Träger
sein, der mit wässrigen
Tinten verträglich
ist. Geeignete Träger
umfassen, sind aber nicht beschränkt
auf Textilien, Normalpapiere, wie Xerox® 10-Reihen,
Xerox® 4024,
Strathmore Legacy, Ampad Premium Grad, Hammermill Jet Print, GP
Microprint, Weyerhaeuser Jet-Xtra, Boise Cascade, Union Camp Great
White Recycled, im Handel erhältliche
gebundene Papiere und Ähnliche,
beschichtete Papiere (oder Spezialtintenstrahldruckpapiere, einschließlich fotorealistische
Tintenstrahlpapiere), wie diejenigen, die von Hewlett-Packard, Canon,
Eastman Kodak, Oji Paper, 3M, Mitsubishi, Polaroid und Xerox erhältlich sind,
Tintenstrahltransparentmaterialien, die für wässrige Tinten oder Tintenstrahldruckverfahren
geeignet sind, einschließlich
sowohl solchen von Arkwright, Hewlett-Packard, Canon, Asahl und
Xerox und Ähnliche
als auch Materialien aus anderen Handelsquellen.
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In Mehrfarben-Tintenstrahldruckverfahren
der vorliegenden Erfindung können
die Tinten auf einen Druckträger
bildweise entsprechend digitalen Datensignalen in einem Einzeldurchgang-
oder Mehrfachdurchgangverfahren, durch einen Einzeldruckkopf oder
einen Druckkopf mit Teilbreite oder einen Druckkopf mit einer Anordnung
in voller Breite oder Kombinationen davon gedruckt werden. In einem
Mehrfarben-Tintenstrahldruckverfahren können der Druckträger und
Tintenbilder optional entweder mit oder ohne Wärme in jeder Stufe des Druckverfahrens
getrocknet werden, einschließlich
sowohl vor, während
und nach dem Drucken als auch Kombinationen davon. Wärme kann
durch einen Mikrowellentrockner oder eine Mikrowellenvorrichtung
aufgebracht werden. Zusätzlich
zu der Mikrowellenerwärmung
können
der Druckträger
und die Tintenstrahltintenzusammensetzungen in jeder Stufe des Mehrfarben-Tintenstrahldruckverfahrens
mittels einer Strahlungsheizeinrichtung, einer heißen Platte,
einer heißen
Walze oder Trommel, einem Heizelement, einer Lampe oder Ähnlichem,
getrocknet werden. Das Trocknen des Druckträgers und der Tinten verbessert
weiter die Druckqualität
und erhöht
die Druckgeschwindigkeit.
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In einer anderen Ausführungsform
enthält
die zweite Tinte, welche das di- und/oder triquaternäre Ammoniumsalz
enthält,
kein Färbemittel.
In diesem Fall können
zwei oder mehrere Tinten mit Färbemitteln
(z. B. klare, schware, cyanfarbene, magentafarbene und gelbe Tinten)
in einem Mehrfarben-Tintenstrahldruckverfahren der vorliegenden
Erfindung verwendet werden. Die klare Flüssigkeit kann verwendet werden,
um auf einen Druckträger
in dem Bereich zwischen zwei verschiedenen Tinten zu drucken. Die
klare zweite Tinte enthält
ein di- und/oder triquaternäres
Ammoniumsalz, welches mit dem Färbemittel
in der ersten Tinte reagieren oder damit komplexieren oder das Färbemittel
anderweitig immobilisieren kann, wodurch das Färbemittel gehindert wird, in
den benachbarten Farbbildbereich der dritten Tinte einzudringen,
was eine Verringerung des Ineinanderlaufens von Farben ergibt. Jede
erwünschte
Zahl von Bildelementen der zweiten Tinte kann zwischen die erste
und die dritte Tinte gedruckt werden. Dieses Mehrfarben-Tintenstrahldruckverfahren,
welches eine klare Flüssigkeit
in der zweiten Tinte verwendet, hat den Vorteil, dass es keine Unverträglichkeit
zwischen dem ausgewählten
di- und/oder triquaternären
Ammoniumsalz und einem Färbemittel
in der zweiten Tinte gibt.
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Falls erwünscht, kann die zweite Tinte,
welche das di- und/oder triquaternäre Ammoniumsalz enthält, auch
unter oder über
die erste Tinte auf einen Träger
in jeder erwünschten
Folge oder in jedem erwünschten Muster,
wie 1/16-Ton, 1/8-Ton, 1/4-Ton, 1/2-Ton, 3/4-Ton, 4/4 (voller Ton)
oder Ähnliches,
gedruckt werden, um die optische Dichte, die Bildqualität, die Farbtreue,
die Wasserfestigkeit und die Lichtechtheit zu erhöhen. Diese
Bildverbesserungen können
durch die erwünschte
Reaktion oder Komplexbildung zwischen dem di- und/oder triquaternären Ammoniumsalz
der zweiten Tinte und dem Färbemittel
der ersten Tinte erreicht werden.
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Das Mehrfarben-Tintenstrahldruckverfahren
der vorliegenden Erfindung kann jede erwünschte Tintendruckfolge in
jeder Kombination haben, solange der Zweck oder das Bedürfnis der
vorliegenden Erfindung erfüllt
wird. Es ist jedoch bevorzugt, die schwarze Tinte so weit als möglich entfernt
von dem Drucken der gelben Tinte zu drucken, um Ineinanderlaufen
von Farben zwischen der schwarzen und der gelben Tinte zu minimieren.
Demgemäß sind bevorzugte
Folgen K (schwarz), C (cyanfarben), M (magentafarben), Y (gelb),
KMCY, YMCK und YCMK.
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Spezielle Ausführungsformen der Erfindung
werden nun im Einzelnen beschrieben. Sämtliche Teile und Prozentangaben
in den Beispielen beziehen sich auf das Gewicht, falls nicht anders
angegeben.
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BEISPIEL 1
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Eine gelbe Tintenzusammensetzung
wurde durch einfaches Vermischen der Bestandteile hergestellt, die
2,72 Gew.-% Acid Yellow 23-Farbstoff (Hoechst Celanese Co.), 2,91
Gew.-% Diethylenglycol, 2,91 Gew.-% 2-Pyrrolidinon, 9,70 Gew.-%
N-Acetylethanolamin, 1,94 Gew.-% Butylcarbitol, 0,097 Gew.-% Brij
30-oberflächenaktives
Mittel, 0,049 Gew.-% Polyethylenoxid (Bisphenol-A-Derivat, Molekulargewicht
18500, erhalten von Polysciences Corp.), 2,43 Gew.-% Ethylendiamin-Dihydrochlorid
und destilliertes Wasser (Rest) enthielt. Zu der erhaltenen Tinte
wurde 0,5 molares Kaliumhydroxid zugesetzt, bis der pH der Tinte
6,85 betrug, gefolgt von Filtern der Tinte durch 5,0 Mikron-, 1,2
Mikron- und 0,8 Mikron-Membranfilter. Die erhaltene Tinte, welche eine
Oberflächenspannung
von etwa 30 Dyn/cm hatte, wurde in einen Hewlett-Packard® 855C
thermischen Tintenstrahldrucker (Druck 600 spi schwarz und 300 spi
gelb) eingebracht und auf eine Vielzahl von Normalpapieren benachbart
zu der Ruß enthaltenden
schwarzen Tinte gedruckt, die für
den HP 855C (HP 51645A-Tinte) geliefert wurde. Unter Verwendung
des Hochqualitätsdruckmodus
(Schwarzweißmuster,
keine Wärme
während
des Druckens) wurde eine gute Druckqualität für die gelbe Tinte mit minimalem
Ineinanderlaufen der Farben an der Grenze zwischen schwarz und gelb
erhalten. Für
Vergleichszwecke wurde die schwarze Tinte auch auf den gleichen
Satz von Papieren allein ohne benachbarte gelbe Bilder gedruckt.
Die nachstehende Tabelle zeigt den mittleren MFLEN-Wert (Mid Frequency
Line Edge Noise, horizontale Linien) der HP 850C schwarzen Tinte,
wenn sie allein gedruckt wurde, und den mittleren MFLEN-Wert der
HP 850C schwarzen Tinte, wenn sie benachbart zu der gelben Tinte
gedruckt wurde. Der MFLEN-Wert wurde festgestellt, indem die mittlere
MFLEN-Zahl einer Linie (mittlere Kantenschärfe von sowohl der Oberkante
als auch der Unterkante einer horizontalen Linie) gemessen wurde.
Die MFLEN-Zahl wurde durch eine Ausrüstung erhalten, bestehend aus
einem Personal Computer, einer Beleuchtungslichtquelle, einem Filter
und einem Bildverarbeitungsmikroskop mit einem CDD-Sensor. Die Ausrüstung wurde
mit einem Standardbild (Linie mit scharten Kanten) kalibriert. Es
wurde eine Software unter Verwendung einer Fourier-Transformationstechnik verwendet,
um die MFLEN-Daten und die Linienbreite zu berechnen. Niedrigere
MFLEN-Zahlen zeigen bessere Bildqualität an. Das Ineinanderlaufen
von Farben wird gewöhnlich
durch ein unerwünschtes
Vermischen von Tinten nahe den Grenzbereichen hervorgerufen und
führt zu
einem verzerrten Linienbild mit unregelmäßigen Kanten und großen MFLEN-Werten.
Eine kleinere MFLEN-Zahl ist erwünscht,
da sie schärfere
Linienbilder mit verringertem Ineinanderlaufen von Farben wiedergibt.
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Die ausgewählten Papiere geben bedeutende
Normalpapiere wieder, die in der ganzen Welt, einschließlich den
Vereinigten Staaten von Amerika, Europa und Lateinamerika, verwendet
werden und sind repräsentativ
für ein
weites Spektrum von Papieren, die von Verbrauchern verwendet werden.
Wie die Ergebnisse zeigen, ist der MFLEN-Durchschnittswert für die schwarze Tinte, die benachbart
zu der gelben Tinte gedruckt wurde (11,6), nahe zu dem MFLEN-Mittelwert
für die
schwarze Tinte, die allein ohne eine Tinte benachbart zu ihrer Grenze
gedruckt wurde (7,4).
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Für
Vergleichszwecke wurde das Verfahren mit einer ähnlichen gelben Tintenzusammensetzung
wiederholt, die kein Ethylendiamin-Dihydrochlorid enthielt. Der
MFLEN-Mittelwert
betrug in diesem Fall etwa 36.
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BEISPIEL II
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Eine schwarze Tintenzusammensetzung
wurde durch einfaches Vermischen der Bestandteile hergestellt, die
4,0 Gew.-% Ruß (anionische
Dispersion IJX 56, erhalten von Cabot Corp.), 23,2 Gew.-% Sulfolan,
6 Gew.-% 2-Pyrrolidinon, 2,9 Gew.-% Latex-Copolymer von Benzylmethacrylat/Ethoxytriethylenglycolmethacrylat/Methacrylsäure, 0,05
Gew.-% Polyethylenoxid (Bisphenol-A-Derivat, Molekulargewicht 18500,
erhalten von Polysciences Corp.) und entionisiertes Wasser (Rest)
enthielt. Die Tinte wies die folgenden physikalischen Eigenschaften
auf: Viskosität:
2,18 Centipose bei 25°C,
Ober flächenspannung:
41,4 Dyn/cm, Frequenzverhalten (unter Verwendung eines 600 spi-Druckkopfes) 9 kHz.
Die so hergestellte schwarze Tinte wurde in einen Hewlett-Packard
855C-Drucker eingebracht und mit der in Beispiel I hergestellten
gelben Tinte gedruckt.
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Für
Vergleichszwecke wurde eine gelbe Tinte durch einfaches Vermischen
der Bestandteile hergestellt, die 59,85 Gew.-% PROJET YELLOW OAM
(ein flüssiges
Farbstoffkonzentrat, enthaltend 7,5 Gew.-% Acid Yellow 23-Farbstofffeststoffe
in Wasser, erhalten von Zeneca Colors), 21 Gew.-% Sulfolan, 18 Gew.-% Tripropylenglycolmethylether
(DOWANOL TPM, erhalten von Dow Chemical Co.), 0,65 Gew.-% Tris(hydroxymethylamino)methan,
0,35 Gew.-% Ethylendiamintetraessigsäure, 0,1 Gew.-% DOWICIL 200
(Biozid, erhalten von Dow Chemical Co.) und 0,05 Gew.-% Polyethylenoxid
(Bisphenol-A-Derivat,
Molekulargewicht 18500, erhalten von Polysciences Corp.) enthielt.
Die Tinte wurde auf pH 7,8 eingestellt und vor der Verwendung filtriert. Die
schwarze Tinte wurde in einen Hewlett-Packard 855C-Drucker eingebracht
und mit dieser gelben Tinte gedruckt.
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Die nachstehende Tabelle zeigt den
MFLEN-Mittelwert der schwarzen Tinte an, wenn sie benachbart zu
der in diesem Beispiel hergestellten gelben Vergleichstinte gedruckt
wurde (MFLEN II), und den MFLEN-Mittelwert der schwarzen Tinte,
wenn sie benachbart zu der gelben Tinte von Beispiel I (MFLEN I)
gedruckt wurde.
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Wie die Daten zeigen, war das Ineinanderlaufen
von Farben wesentlich niedriger für die gelbe Tinte, welche Ethylendiamin-Dihydrochlorid
enthielt (gelbe Tinte des Beispiels I) als dasjenige einer gelben
Tinte, welche kein di- und/oder triquaternäres Ammoniumsalz enthielt (gelbe
Tinte des Beispiels II).
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BEISPIEL III
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Eine gelbe Tintenzusammensetzung
wurde durch einfaches Vermischen der Bestandteile hergestellt, die
40 Gew.-% PROJET YELLOW OAM (ein flüssiges Farbstoffkonzentrat,
enthaltend 7,5 Gew.-% Acid Yellow 23-Farbstofffeststoffe in Wasser,
erhalten von Zeneca Colors), 12 Gew.-% Sulfolan, 12 Gew.-% Acetylethanolamin,
8,92 Gew.-% Butylcarbitol, 2,57 Gew.-% Ethylendiamin-Diacetat, 6
Gew.-% Harnstoff, 0,74 Gew.-% Imidazol, 0,074 Gew.-% DOWICIL 200
(Biozid, erhalten von Dow Chemical Co.), 0,5 Gew.-% Ethylendiamintetraessigsäure, 0,05
Gew.-% Polyethylenoxid (Bisphenol-A-Derivat, Molekulargewicht 18500,
erhalten von Polysciences Corp.) und entionisiertes Wasser (Rest)
enthielt. Die gelbe Tinte wurde vor der Verwendung filtriert.
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Die so hergestellte gelbe Tinte wurde
in einen Hewlett-Packard 855C-Drucker eingebracht und mit der in
Beispiel II hergestellten schwarzen Tinte gedruckt. Der Drucker
enthielt auch cyanfarbene und magentafarbene Tinten, die für die HP
850C-Drucker geliefert wurden, und es wurden mehrfarbige Bilder
gebildet. Die nachstehende Tabelle zeigt den MFLEN-Mittelwert der
schwarzen Tinte von Beispiel II, wenn sie benachbart zu der in diesem
Beispiel hergestellten gelben Tinte gedruckt wurde:
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BEISPIEL IV
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Die im Beispiel III hergestellte
gelbe Tinte wurde in einen Hewlett-Packard® 855C
thermischen Tintenstrahldrucker eingebracht und auf eine Vielzahl
von Normalpapieren benachbart zu der Ruß enthaltenden schwarzen Tinte
gedruckt, die für
HP 850C (HP 51645A-Tinte) geliefert wurde. Die nachstehende Tabelle
zeigt den MFLEN-Mittelwert der HP 850C schwarzen Tinte, wenn sie
benachbart zu der gelben Tinte von Beispiel III gedruckt wurde:
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BEISPIEL V
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Eine schwarze Tintenzusammensetzung
wurde durch einfaches Vermischen der Bestandteile hergestellt, die
4 Gew.-% Rußfeststoffe
(geliefert als anionische Dispersion IJX 56, erhalten von Cabot
Corp.), 20 Gew.-% Sulfolan, 4,8 Gew.-% Tripropylenglycolmethylether
(DOWANOL TPM, erhalten von Dow Chemical Co.), 1 Gew.-% Latex-Copolymer von Benzylmethycrylat/Ethoxytriethylenglycolmethacrylat/Methacrylsäure, 0,05
Gew.-% Polyethylenoxid (Bisphenol-A-Derivat, Molekulargewicht 18500,
erhalten von Polysciences Corp.) und entionisiertes Wasser (Rest)
enthielt.
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Die erhaltene schwarze Tinte wurde
in einen Hewlett-Packard® 855C thermischen Tintenstrahldrucker eingebracht
und auf eine Vielzahl von Normalpapieren benachbart zu der in Beispiel
I hergestellten gelben Tinte gedruckt. Für Vergleichszwecke wurde diese
schwarze Tinte auch benachbart zu der für den HP 850C-Drucker gelieferten
gelben Tinte gedruckt. Die nachstehende Tabelle zeigt den MFLEN-Mittelwert
der in diesem Beispiel gedruckten schwarzen Tinte, wenn sie benachbart
zu der in Beispiel I hergestellten Tinte gedruckt wurde (MFLEN I),
und den MFLEN-Mittelwert der schwarzen Tinte, wenn sie benachbart
zu der gelben Tinte für
den HP 850C-Drucker gedruckt wurde (MFLEN HP850C):
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BEISPIEL VI
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Eine schwarze Tintenzusammensetzung
wurde durch einfaches Vermischen der Bestandteile hergestellt, die
2,5 Gew.-% Rußfeststoffe
(geliefert als anionische Dispersion CABOJET® 300,
erhalten von Cabot Corp.), 22 Gew.-% Sulfolan, 6 Gew.-% 2-Pyrrolidinon,
1,48 Gew.-% Latex-Copolymer von Benzylmethycrylat/Ethoxytriethylenglycolmethacrylat/Methacrylsäure, 0,05
Gew.-% Dipropylenglycol, 0,05 Gew.-% Polyethylenoxid (Bisphenol-A-Derivat,
Molekulargewicht 18500, erhalten von Polysciences Corp.) und entionisiertes Wasser
(Rest) enthielt. Die so hergestellte schwarze Tinte wurde in einen
Hewlett-Packard 855C-Drucker mit der im Beispiel III hergestellten
gelben Tinte eingebracht.
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Für
Vergleichszwecke wurde eine gelbe Tintenzusammensetzung durch einfaches
Vermischen der Bestandteile hergestellt, die 40 Gew.-% PROJET YELLOW
OAM (ein flüssiges
Farbstoffkonzentrat, enthaltend 7,5 Gew.-% Acid Yellow 23-Farbstofffeststoffe
in Wasser, erhalten von Zeneca Colors), 10 Gew.-% Sulfolan, 20 Gew.-%
Acetylethanolamin (Lösung
enthaltend 75 Gew.-% Acetylethanolamin in Wasser), 9 Gew.-% Harn stoff,
6 Gew.-% Butylcarbitol, 1 Gew.-% Imidazol, 0,1 Gew.-% DOWICIL 150
(Biozid, erhalten von Dow Chemical Co.), 0,065 Gew.-% Ethylendiamintetraessigsäure, 0,05
Gew.-% Polyethylenoxid (Bisphenol-A-Derivat, Molekulargewicht 18500,
erhalten von Polysciences Corp.) und entionisiertes Wasser (Rest)
enthielt. Die schwarze Tinte wurde in einen Hewlett-Packard 855C-Drucker
eingebracht und mit dieser gelben Tinte gedruckt.
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Die nachstehende Tabelle zeigt den
MFLEN-Mittelwert der schwarzen Tinte, wenn sie benachbart zu der
in diesem Beispiel hergestellten gelben Vergleichstinte gedruckt
wurde (MFLEN VI), und den MFLEN-Mittelwert der schwarzen Tinte,
wenn sie benachbart zu der gelben Tinte von Beispiel III gedruckt
wurde (MFLEN III).
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Wie die Daten zeigen, war das Ineinanderlaufen
von Farben für
Ethylendiamin-Diacetat enthaltende gelbe Tine (gelbe Tinte des Beispiels
III) wesentlich niedriger als dasjenige einer gelben Tinte, das
kein di- und/oder triquaternäres
Ammoniumsalz enthielt (gelbe Tinte des Beispiels VI).
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BEISPIEL VII
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Die HP 850 C-Ruß enthaltende schwarze Tinte
wurde auf den Satz von Normalpapieren mit einem Hewlett-Packard
855C-Drucker gedruckt, um schwarze, feste Flächen für optische Dichtemessungen
(Kontrolle) zu ergeben. In einem getrennten Versuch wurde die im
Beispiel I hergestellte gelbe Tinte zuerst auf den gleichen Satz
von Papieren ge druckt, gefolgt von dem Drucken der HP schwarzen
Tinte auf die gelben Bilder. Die optischen Dichten der gelben Bilder
allein auf den Papieren (ODallein) und die
optischen Dichten der auf die gelben Bilder gedruckten schwarzen
Bilder (ODgelb) waren wie folgt:
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Wie die Daten zeigen, ist die optische
Dichte der schwarzen Tinte gegenüber
dem verwendeten Träger empfindlich.
Ein Gesamtanstieg der mittleren optischen Dichte der schwarzen Tinte
wurde beobachtet, wenn die gelbe Tinte unter der schwarzen Tinte
gedruckt wurde.
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BEISPIEL VIII
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Eine gelbe Tintenzusammensetzung
wurde durch einfaches Vermischen der Bestandteile hergestellt, die
3 Gew.-% PROJET YELLOW OAM-Farbstoff, 10 Gew.-% Sulfolan, 6 Gew.-%
Butylcarbitol, 15 Gew.-% Acetylethanolamin, 9 Gew.-% Harnstoff,
1,9 Gew.-% Ethylendiamin-Dihydrochlorid, 0,05 Gew.-% Imidazol, 0,1 Gew.-%
DOWICIL 200 (Biozid, erhalten von Dow Chemical Co.), 0,5 Gew.-%
Ethylendiamintetraessigsäure, 0,05
Gew.-% Polyethylenoxid (Bisphenol-A-Derivat, Molekulargewicht 18500,
erhalten von Polysciences Corp.) und entionisiertes Wasser (Rest)
enthielt. Der pH der Tinte wurde auf 7,3 eingestellt, und die Tinte
wurde durch 1,2 Mikron- und 0,8 Mikron-Filter filtriert. Die Tinte
wies eine Viskosität
von 3,25 Centipoise bei 25°C
und eine Oberflächenspannung
von 38,5 Dyn/cm auf. Die so hergestellte Tinte wurde in eine thermische
Tintenstrahldruckprüfeinrichtung
eingebracht, die zum Ausstoß von
600 spi schwarz und 600 spi farbig befähigt ist. Die Latenz des ersten
Tropfens betrug ≥10
Sekunden, die Latenz des neunten Tropfens betrug ≥50 Sekunden, und
das Frequenzverhalten betrug ≥8 kHz.
Die in Beispiel II hergestellte schwarze Tinte wurde auch in die Prüfvorrichtung
eingebracht, und schwarze und gelbe Bilder wurden benachbart zueinander
auf den acht Papieren des Beispiels II gedruckt. Der MFLEN-Mittelwert
betrug 15.
