DE60005462T2

DE60005462T2 - Tintenzusammensetzungen enthaltend 1,3,5-Trioxan

Info

Publication number: DE60005462T2
Application number: DE60005462T
Authority: DE
Inventors: Kurt B. Fairport Gundlach; Richard L. Rochester Colt
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 2000-11-23
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2020-11-24
Also published as: EP1103585B1; US6264731B1; DE60005462D1; EP1103585A1; JP2001207097A; JP4166430B2

Description

Die vorliegende Erfindung ist auf Tintenzusammensetzungen und auf Verfahren zu deren Verwendung gerichtet. Genauer ist die vorliegende Erfindung auf zur Verwendung bei Tintenstrahldruckverfahren geeignete Tintenzusammensetzungen gerichtet.
Tintenstrahldrucksysteme sind im allgemeinen zwei Typen: kontinuierlicher Strahl und Tropfen auf Anforderung. Bei Tintenstrahlsystemen mit kontinuierlichem Strahl wird Tinte unter Druck durch wenigstens eine Öffnung oder Düse in kontinuierlichem Strahl ausgestoßen. Der Strahl wird gestört, was dazu führt, daß er sich in einem festgelegten Abstand von der Öffnung in Tröpfchen auflöst. Bei der Auflösungsstelle werden die Tröpfchen digitalen Datensignalen entsprechend aufgeladen und durch ein elektrostatisches Feld geführt, das den Weg jedes Tröpfchens einrichtet, um es auf eine Ablaufrinne zur Rückführung oder eine bestimmte Stelle auf einem Aufzeichnungsmedium zu lenken. Bei Systemen mit Tropfen auf Anforderung wird ein Tröpfchen aus einer Öffnung direkt auf eine Stelle auf einem Aufzeichnungsmedium digitalen Datensignalen entsprechend ausgestoßen. Ein Tröpfchen wird nicht gebildet oder ausgestoßen, solange es nicht auf das Aufzeichnungsmedium plaziert werden soll.
Da ein System mit Tropfen auf Anforderung keine Tintenrückgewinnung, -aufladung oder -ablenkung erfordert, ist dieses System viel einfacher als der Typ des kontinuierlichen Strahls. Es gibt zwei Typen Tintenstrahlsysteme mit Tropfen auf Anforderung. Ein Typ des Systems mit Tropfen auf Anforderung weist als seinen Hauptbestandteil einen tintengefüllten Kanal oder Durchgang mit einer Düse an einem Ende und einem piezoelektrischen Wandler in der Nähe des anderen Endes zum Erzeugen von Druckimpulsen auf. Die verhältnismäßig große Größe des Wandlers verhindert einen engen Abstand der Düsen und die physikalischen Einschränkungen bei dem Wandler führen zu einer niedrigen Tintentropfengeschwindigkeit. Eine niedrige Tintentropfengeschwindigkeit vermindert die Toleranzen bei der Änderung der Tropfengeschwindigkeit und Ausrichtbarkeit, was auf diese Weise die Fähigkeit des Systems, Kopien in hoher Qualität zu erzeugen, beeinflußt. Systeme mit Tropfen auf Anforderung, die piezoelektrische Vorrichtungen zum Ausstoßen der Tröpfchen verwenden, leiden ebenfalls unter dem Nachteil einer niedrigen Druckgeschwindigkeit.
Ein weiterer Typ eines Systems mit Tropfen auf Anforderung ist als thermischer Tintenstrahl oder Blasenstrahl bekannt und erzeugt Tröpfchen mit hoher Geschwindigkeit und gestattet einen sehr engen Düsenabstand. Die Hauptbestandteile dieses Systemtyps mit Tropfen auf Anforderung sind ein tintengefüllter Kanal mit einer Düse an einem Ende und einem wärmeerzeugenden Resistor in der Nähe der Düse. Die digitale Information darstellende Drucksignale erzeugen einen elektrischen Stromimpuls in einer Widerstandsschicht innerhalb jedes Tintendurchganges in der Nähe der Öffnung oder Düse, was die Tinte in der unmittelbaren Nachbarschaft dazu veranlaßt, nahezu sofort zu verdampfen und eine Blase zu erzeugen. Die Tinte an der Öffnung wird als angetriebenes Tröpfchen ausgetrieben, wenn sich die Blase ausdehnt. Wenn die hydrodynamische Bewegung der Tinte anhält, ist der Vorgang bereit, erneut von vorne zu beginnen. Mit der Einführung eines auf thermisch erzeugten Blasen beruhenden Tropfenausstoßsystems, das gemeinhin als „Blasenjet"-System bezeichnet wird, liefern die Tintenstrahldrucker mit Tropfen auf Anforderung einfachere Vorrichtungen zu niedrigeren Kosten als ihre Gegenstükke mit kontinuierlichem Strahl und weisen trotzdem im wesentlichen dasselbe Hochgeschwindigkeitsdruckvermögen auf.
Der Betriebsablauf des Blasenjetsystems beginnt mit einem Stromimpuls durch die Widerstandsschicht in dem tintengefüllten Kanal, wobei sich die Widerstandsschicht in enger Nachbarschaft zu der Öffnung oder Düse für diesen Kanal befindet. Von dem Resistor wird Wärme zur Tinte übertragen. Die Tinte wird weit über ihren normalen Siedepunkt überhitzt und ereicht bei Tinten auf Wassergrundlage schließlich bei etwa 280°C die kritische Temperatur für die Blasenbildung oder Keimbildung. Sobald sich ein Keim gebildet, hat isoliert die Blase oder der Wasserdampf die Tinte thermisch von der Heizvorrichtung und auf die Tinte kann keine weitere Wärme angewandt werden. Diese Blase dehnt sich aus, bis alle in der Tinte über den normalen Siedepunkt hinaus gespeicherte Wärme abdiffundiert ist oder zum Umwandeln von Flüssigkeit in Dampf verwendet worden ist, was die auf die Verdampfungswärme zurückzuführende Wärme abführt. Die Ausdehnung der Blase treibt ein Tintentröpfchen aus der Düse und sobald die überschüssige Wärme abgeführt worden ist, fällt die Blase auf dem Resistor zusammen. An diesem Punkt wird der Resistor nicht länger erhitzt, da der Stromimpuls vorüber ist und gleichzeitig mit dem Zusammenfallen der Blase wird das Tröpfchen mit hoher Geschwindigkeit in Richtung auf ein Aufzeichnungsmedium vorangetrieben. Die Widerstandsschicht erfährt durch das Zusammenfallen der Blase eine starke Kavitationskraft, was dazu neigt, sie zu erodieren. Nachfolgend füllt sich der Tintenkanal durch Kapillarwirkung erneut. Dieser Gesamtablauf der Blasenbildung und des Zusammenfallens erfolgt in et wa 10 Mikrosekunden. Der Kanal kann nach 100 bis 500 Millisekunden Mindestverweilzeit erneut in Betrieb genommen werden, um das Wiederbefüllen des Kanals zu ermöglichen und zu ermöglichen, daß die dynamischen Wiederbefüllungsfaktoren etwas gedämpft werden. Thermische Tintenstrahlverfahren sind wohlbekannt und werden zum Beispiel im US-Patent 4 601 777, US-Patent 4 251 824, US-Patent 4 410 899, US-Patent 4 412 224 und US-Patent 4 532 530 beschrieben.
Akustische Tintenstrahldruckverfahren sind ebenfalls bekannt. Wie bekannt ist, übt ein akustischer Strahl Strahlungsdruck auf Gegenstände aus, auf die er auftrifft. Wenn auf diese Weise ein akustischer Strahl auf eine freie Oberfläche (z. B. Flüssigkeit/Luft-Zwischenfläche) eines Flüssigkeitsreservoirs von unten auftrifft, kann der Strahlungsdruck, den er gegen die Reservoiroberfläche ausübt, einen ausreichend hohen Wert erreichen, um trotz der Rückhaltekraft der Oberflächenspannung einzelne Flüssigkeitströpfchen aus dem Reservoir freizusetzen. Das Fokussieren des Strahls auf oder in die Nähe der Reservoiroberfläche verstärkt den Strahlungsdruck, den er bei einer vorgegebenen Eingangsleistung ausübt. Diese Prinzipien sind auf frühere Vorschläge zum Tintenstrahl- und akustischen Drucken angewendet worden. Zum Beispiel beschreibt K. A. Krause, „Focusing Ink Jet Head„ IBM Technical Disclosure Bulletin, Bd. 16, Nr. 4, September 1973, S. 1168–1170, einen Tintenstrahl, bei dem ein aus einer konkaven Oberfläche austretender und durch eine konische Blende eingeschränkter akustischer Strahl zum Austreiben von Tintentröpfchen durch eine kleine Ausstoßöffnung verwendet wurde. Akustische Tintendrucker umfassen typischerweise einen oder mehr akustische Strahler zum Bestrahlen der freien Oberfläche eines Reservoirs mit flüssiger Tinte mit entsprechenden akustischen Strahlen. Jeder dieser Strahle wird üblicherweise dazu gebracht, bei oder in der Nähe der Oberfläche des Reservoirs (d. h. die Flüssigkeit/Luft-Zwischenfläche) zu fokussieren. Weiterhin wird das Drucken herkömmlicherweise durch unabhängiges Modulieren der Anregung des akustischen Strahlers gemäß den Eingangsdatenproben für das Bild, das gedruckt werden soll, ausgeführt. Dieses Modulieren ermöglicht dem Strahlungsdruck, den jeder Strahl gegenüber der freien Tintenoberfläche ausübt, kurze, kontrollierte Abweichungen zu einem zum Überwinden der Rückhaltekraft der Oberflächenspannung ausreichend hohen Druckwert auszuführen. Dies wiederum bewirkt, daß aus der freien Tintenoberfläche auf Anforderung einzelne Tintentröpfchen mit einer entsprechenden Geschwindigkeit ausgestoßen werden, um sie dazu zu veranlassen, sich in bildlicher Anordnung auf einem nahegelegenen Aufzeichnungsmedium abzuscheiden. Der akustische Strahl kann zum Steuern des Ausstoßzeitpunkts intensitätsmoduliert oder fokussiert/defokussiert werden oder eine äußere Quelle kann zum Entnehmen von Tröpfchen aus der akustisch angeregten Flüssigkeit auf der Obertläche auf Abruf verwendet werden. Ungeachtet des eingesetzten Steuerungsmechanismus wird die Größe der ausgestoßenen Tröpfchen durch den Durchmesser der Einschnürung des fokussierten akustischen Strahls bestimmt. Akustisches Tintenstrahldrucken ist attraktiv, da es nicht die Düsen oder kleinen Ausstoßöffnungen ertordert, die viele Zuverlässigkeits- und Genauigkeitsprobleme bei der Pixelanordnung hervorgerufen haben, an denen herkömmliche Tintenstrahldrucker mit Tropfen auf Anforderung und kontinuierlichem Strahl leiden. Die Größe der Ausstoßöffnung ist ein kritischer Parameter der Auslegung eines Tintenstrahls, da sie die Größe der Tintentröpfchen bestimmt, die der Strahl ausstößt. Als Ergebnis kann die Größe der Ausstoßöffnung nicht erhöht werden, ohne die Auflösung zu opfern. Das akustische Drucken hat die innere Zuverlässigkeit erhöht, da es keine Düsen zum Verstopfen gibt. Wie zu verstehen ist, ist das Ausschalten der Art eines Ausfalls durch eine verstopfte Düse für die Zuverläßigkeit großer Anordnungen von Tintenausstoßvorrichtungen wie etwa seitenbreite Anordnungen, die mehrere tausend getrennte Ausstoßvorrichtungen umfassen, besonders wichtig. Weiterhin werden kleine Ausstoßvorrichtungen vermieden, so daß das akustische Drucken mit einer größeren Vielfalt an Tinten als beim herkömmlichen Tintenstrahldrucken einschließlich Tinten mit höheren Viskositäten und pigmenthaltiger Tinten und anderer teilchenförmiger Bestandteile ausgeführt werden kann. Es ist gefunden worden, daß akustische Tintendrukker, die Druckköpfe enthalten, die akustisch durchstrahlte, sphärische Fokussierlinsen umfassen, genau positionierte Pixel (d. h. Bildelemente) mit Auflösungen drucken können, die für den Druck verhältnismäßig komplexer Bilder in hoher Qualität ausreichend sind. Es ist ferner gefunden worden, daß die Größe der durch einen derartigen Drucker gedruckten einzelnen Pixel über einen bedeutenden Bereich während des Betriebs verändert werden kann, wodurch zum Beispiel dem Druck unterschiedlich schattierter Bilder Rechnung getragen werden kann. Weiterhin kann die bekannte Tröpfchenausstoßvorrichtungstechnologie an eine Vielfalt von Druckkopfausführungen angepaßt werden, wobei (1) Ausführungsformen einer Einzelausstoßvorrichtung zum Rasterscandruck, (2) matrixkonfigurierte Ausstoßvorrichtungsanordnungen zum Matrixdruck und (3) mehrere unterschiedliche Typen seitenbreiter Ausstoßvorrichtungsanordnungen eingeschlossen sind, die von verstreuten Einzelreiheanordnungen für Hybridformen des parallelen/seriellen Druckens zu gestaffelten Mehrtachreihenanordnungen mit einzelnen Ausstoßvorrichtungen für jede Pixelposition oder Adresse innerhalb eines seitenbreiten Bildfeldes (d. h. eine einzelne Ausstoßvorrichtung/Pixel/Zeile) für das gewöhnliche Zeilendrucken reichen. Für das akustische Tintenstrahldrucken geeignete Tinten sind bei Umgebungstemperaturen (d. h. etwa 25°C) typischerweise flüssig, aber in anderen Ausfüh rungsformen befindet sich die Tinte bei Umgebungstemperaturen im festen Zustand und es sind Vorkehrungen zum Verflüssigen der Tinte durch Erhitzen oder irgendein anderes geeignetes Verfahren vor dem Einführen der Tinte in den Druckkopf getroffen. Bilder aus zwei oder mehr Farben können durch mehrere Verfahren einschließlich durch Verfahren erzeugt werden, bei denen ein einzelner Druckkopf akustische Wellen in Reservoirs unterschiedlicher Tinten schickt. Weitere, akustische Tintenstrahldruckgeräte und – verfahren betreffende Informationen werden zum Beispiel im US-Patent 4 308 547, US-Patent 4 697 195, US-Patent 5 028 937, US-Patent 5 041 849, US-Patent 4 751 529, US-Patent 4 751 530, US-Patent 4 751 534, US-Patent 4 801 953 und US-Patent 4 797 693 offenbart. Die Verwendung fokussierter akustischer Strahlen zum Ausstoßen von Tröpfchen mit kontrolliertem Durchmesser und Geschwindigkeit aus einer freifließenden Oberfläche wird auch in J. Appl. Phys., Bd. 65, Nr. 9 (1. Mai 1989), und Zitaten darin beschrieben.
Die EP-A-0 618 278 offenbart eine Tintenzusammensetzung, die ein wäßriges, flüssiges Medium und eine färbendes Material umfaßt. Die Zusammensetzung kann weiter ein organisches Lösungsmittel wie etwa Tetraethylenglykoldimethylether enthalten.
Die EP-A-1 048 699 (relevant im Hinblick auf Artikel 54 (3) EPÜ) offenbart eine Tintenzusammensetzung, die Wasser und ein färbendes Material umfaßt. Die Zusammensetzung kann weiter ein organisches Lösungsmittel wie etwa Tetraethylenglykoldimethylether enthalten.
Obschon bekannte Zusammensetzungen und Verfahren für die vorgesehenen Zwecke geeignet sind, verbleibt ein Bedürfnis nach verbesserten Tintenzusammensetzungen, insbesondere den zur Verwendung beim Tintenstrahldrucken geeigneten. Außerdem verbleibt ein Bedürfnis nach Tintenzusammensetzungen, die ein rasches Eindringen in Aufzeichnungssubstrate wie etwa Normalpapier zeigen. Weiter verbleibt ein Bedürfnis nach Tintenzusammensetzungen, die ein verringertes Ausbluten unter den Farben zeigen, wenn sie neben Bilder einer anderen Farbe gedruckt werden. Außerdem verbleibt ein Bedürfnis nach Tintenzusammensetzungen mit wünschenswerten Viskositätswerten. Es besteht ferner ein Bedürfnis nach Tintenzusammensetzungen, die bei der Tintenstrahl-Hardware lange Werthaltigkeitszeiten ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Tintenzusammensetzung gerichtet, die (a) Wasser, (b) ein Farbmittel und (c) 1,3,5-Trioxan, gegebenenfalls in Kombination mit Tetra ethylenglykoldimethylether umfaßt. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf ein Druckverfahren gerichtet, das (1) das Einbringen der vorstehenden Tintenzusammensetzung in ein Tintenstrahldruckgerät und (2) das Bewirken, daß Tröpfchen aus der Tinte in einem bildweisen Muster auf ein bogenförmiges Aufzeichnungsmaterial ausgestoßen werden, umfaßt. Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf ein Verfahren zum Verringern des Ausblutens unter den Farben beim Tintenstrahldruck gerichtet, das (1) das Einbringen einer ersten Zusammensetzung aus einer ersten Farbe, die (a) Wasser, (b) ein Farbmittel und (c) 1,3,5-Trioxan umfaßt, gegebenenfalls in Kombination mit Tetraethylenglykoldimethylether in ein Tintenstrahldruckgerät, (2) das Einbringen einer zweiten Tintenzusammensetzung aus einer Farbe, die zu der ersten Farbe verschiedenen ist und (a) Wasser und (b) ein Pigmentfarbmittel umfaßt, in das Tintenstrahldruckgerät, wobei die zweite Tintenzusammensetzung im wesentlichen frei von Malonaldehydbis(dimethylacetal) ist und (3) das Bewirken, daß Tröpfchen aus der ersten und der zweiten Tinte in einem bildweisen Muster auf einen Aufzeichnungsbogen ausgestoßen werden, wobei wenigstens einige Tröpfchen der ersten Tinte auf den Aufzeichnungsbogen neben wenigstens einige Tröpfchen der zweiten Tinte ausgestoßen werden und wobei das Ausbluten unter den Farben zwischen der ersten Tine und der zweiten Tinte verringert ist.
Die Tinten der vorliegenden Erfindung enthalten einen wäßrigen Flüssigkeitsträger. Der Flüssigkeitsträger kann nur aus Wasser bestehen oder er kann ein Gemisch aus Wasser und einem wasserlöslichen oder wassermischbaren organischen Bestandteil wie etwa Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykol, Glycerin, Dipropylenglykol, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Amide, Ether, Harnstoff, substituierte Harnstoffe, Carbonsäuren und ihre Salze, Ester, Alkohole, Organosulfide, Organosulfoxide, Sulfone (wie etwa Sulfolan), Alkoholderivate, Carbitol, Butylcarbitol, Cellusolve, Tripropylenglykolmonomethylether, Etherderivate, Aminoalkohole, Ketone, N-Methylpyrrolidinon, 2-Pyrrolidinon, Cyclohexylpyrrolidon, Hydroxyether, Sulfoxide, Lactone, Polyelektrolyte, Methylsulfonylethanol, Imidazol, Betain und andere wasserlösliche oder wassermischbare Materialien als auch Gemische davon umfassen. Der nicht-wäßrige Bestandteil des flüssigen Trägers dient im allgemeinen als Feuchtemittel oder Cosolvens, das einen höheren Siedepunkt als der von Wasser (100°C) aufweist. In den Tintenzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung liegt der flüssige Träger typischerweise in einer Menge von 80 bis 99,9% des Tintengewichts und vorzugsweise von 90 bis 99% des Tintengewichts vor, obschon die Menge außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Vorzugsweise enthält die Tinte Wasser in geringer Menge. Es ist genauer bevorzugt, daß die Tinte Wasser in einer Menge von höchstens 80% des Tintengewichts, bevorzugter in einer Menge von höchstens 60% des Tintengewichts und noch bevorzugter in einer Menge von höchstens 50% des Tintengewichts enthält, obschon die Menge außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung auch Tripropylenglykolmonomethylether. Dieses Material ist im Handel zum Beispiel von Dow Chemical Co., Midland MI, als DOWANOL TPM erhältlich. Ohne auf irgendeine besondere Theorie eingeschränkt zu sein, wird angenommen, daß die Kombination aus 1,3,5-Trioxan und Tripropylenglykolmonomethylether das außergewöhnlich rasche Eindringen der Tinte in Aufzeichnungssubstrate wie etwa Normalpapier ermöglicht. Wenn Tripropylenglykolmonomethylether vorhanden ist, liegt er in der Tinte typischerweise in einer Menge von 2 bis 25% des Tintengewichts, vorzugsweise von 7 bis 20% des Tintengewichts und bevorzugter von 9 bis 15% des Tintengewichts vor, obschon die Menge außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die Tinten der vorliegenden Erfindung wenigstens einen der folgenden zusätzlichen Bestandteile, vorzugsweise, obschon nicht notwendigerweise, in den angegebenen Mengenbereichen:
Sulfolan: typischerweise von 0 bis 50% des Tintengewichts, vorzugsweise von 5 bis 40% des Tintengewichts und bevorzugter von 10 bis 30% des Tintengewichts, obschon die Mengen außerhalb dieser Bereiche liegen können,
Formamid: typischerweise von 0 bis 40% des Tintengewichts, vorzugsweise von 5 bis 25% des Tintengewichts und bevorzugter von 8 bis 20% des Tintengewichts, obschon die Mengen außerhalb dieser Bereiche liegen können.
Die Tinten der vorliegenden Erfindung enthalten auch ein Farbmittel. Das Farbmittel kann ein Farbstoff, ein Pigment oder ein Gemisch daraus sein. Beispiele geeigneter Farbstoffe schließen anionische Farbstoffe, kationische Farbstoffe, nicht-ionische Farbstoffe, zwitterionische Farbstoffe und dergleichen ein. Spezielle Beispiele geeigneter Farbstoffe schließen Lebensmittelfarbstoffe wie etwa Food Black Nr. 1, Food Black Nr. 2, Food Red Nr. 40, Food Blue Nr. 1, Food Yellow Nr. 7 und dergleichen, FD & C Farbstoffe, Acid Black Farbstoffe (Nr. 1, 7, 9, 24, 26, 48, 52, 58, 60, 61, 63, 92, 107, 109, 118, 119, 131, 140, 155, 156, 172, 194 und dergleichen), Acid Red Farbstoffe (Nr. 1, 8, 32, 35, 37, 52, 57, 92, 115, 119, 154, 249, 254, 256 und dergleichen), Acid Blue Farbstoffe (Nr. 1, 7, 9, 25, 40, 45, 62, 78, 80, 92, 102, 104, 113, 117, 127, 158, 175, 183, 193, 209 und dergleichen), Acid Yellow Farbstoffe (Nr. 3, 7, 17, 19, 23, 25, 29, 38, 42, 49, 59, 61, 72, 73, 114, 128, 151 und dergleichen), Direct Black Farbstoffe (Nr. 4, 14, 17, 22, 27, 38, 51, 112, 117, 154, 168 und dergleichen), Direct Blue Farbstoffe (Nr. 1, 6, 8, 14, 15, 25, 71, 76, 78, 80, 86, 90, 106, 108, 123, 163, 165, 199, 226 und dergleichen), Direct Red Farbstoffe (Nr. 1, 2, 16, 23, 24, 28, 39, 62, 72, 236 und dergleichen), Direct Yellow Farbstoffe (Nr. 4, 11, 12, 27, 28, 33, 34, 39, 50, 58, 86, 100, 106, 107, 118, 127, 132, 142, 157 und dergleichen), Anthrachinonfarbstoffe, Monoazofarbstoffe, Bisazofarbstoffe, Phthalocyaninderivate einschließlich verschiedener Phthalocyaninsulfonatsalze, Aza[18]annulene, Formazan-Kupfer-Komplexe, Triphenodioxazine, Cibacron Brilliant Red 38-A (Reactive Red 4), Drimarene Brilliant Red X-2B (Reactive Red 56), Procion Red H8B (Reactive Red 31), die von ICI erhältliche Pro-Jet^®-Reihe von Farbstoffen, Duasyn^® Black RL-SF (Reactive Black 31), Duasyn^® Brilliant Yellow GL-SF VP220 (Reactive Yellow 37), Duasyn^® Brilliant Red F3B-SF VP218 (Reactive Red 180), verschiedene Reactive Farbstoffe einschließlich Reactive Black Farbstoffe, Reactive Blue Farbstoffe, Reactive Red Farbstoffe, Reactive Yellow Farbstoffe und dergleichen als auch Gemische davon ein. Der Farbstoff liegt in der Tintenzusammensetzung in jeder gewünschten oder wirksamen Menge, typischerweise von 0,05 bis 15% des Tintengewichts, vorzugsweise von 0,1 bis 10% des Tintengewichts und bevorzugter von 1 bis 5% des Tintengewichts vor, obschon die Menge außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Beispiele geeigneter Pigmente schließen verschiedene Ruße wie etwa Kanalruß, Ofenruß, Lampenruß und dergleichen ein. Farbige Pigmente schließen rote, grüne, blaue, braune, magentafarbene, cyanfarbene und gelbe Teilchen als auch Gemische daraus ein. Vorzugsweise ist die Pigmentteilchengröße so klein wie möglich, um eine stabile kolloidale Suspension der Teilchen in dem flüssigen Träger zu ermöglichen und ein Verstopfen der Tintenkanäle zu verhindern, wenn die Tinte in einem thermischen Tintenstrahldrucker verwendet wird. Bevorzugte durchschnittliche Teilchendurchmesser betragen im allgemeinen von 0,001 bis 5 Mikron und bevorzugter von 0,1 bis 1 Mikron, obschon die Teilchengröße außerhalb dieser Bereiche liegen kann. In den Tintenzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung liegt das Pigment in jeder zum Erzielen des gewünschten Färbungsgrads wirksamen Menge vor. Typischerweise liegt das Pigment in einer Menge von 0,1 bis 8% des Tintengewichts und vorzugsweise von 2 bis 7% des Tintengewichts vor, obschon die Menge außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt das Farbmittel ein Gemisch aus einem anionischen Farbstoff und einer polyquaternären Aminverbindung und vorzugsweise enthält die Tinte weiter ein monomeres Salz, das wenigstens ein Kation und wenigstens ein Anion umfaßt. Jeder gewünschte oder geeignete anionische Farbstoff kann eingesetzt werden, wobei die hierin vorstehend aufgeführten eingeschlossen (aber nicht darauf beschränkt) sind. Bei dieser Ausführungsform liegt der anionische Farbstoff in der Tintenzusammensetzung in jeder gewünschten oder wirksamen Menge, typischerweise von 0,05 bis 10% des Tintengewichts, vorzugsweise von 0,1 bis 7% des Tintengewichts und bevorzugter von 1 bis 5% des Tintengewichts vor, obschon die Menge außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Die polyquaternäre Aminverbindung, von der im allgemeinen angenommen wird, daß sie mit dem anionischen Farbstoff komplexiert ist, ist ein Polymer, das in seinen sich wiederholenden Einheiten quaternäre Gruppen enthält. Das Polymer weist typischerweise ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 1000 bis 10 000 000, vorzugsweise von 3000 bis 1 000 000 und bevorzugter von 5000 bis 400 000 auf, obschon der Wert außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Das Polymer weist typischerweise ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 800 bis 11 000 000, vorzugsweise von 3300 bis 1 100 000 und bevorzugter von 5600 bis 450 000 auf, obschon der Wert außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Das Polymer weist typischerweise von 5 bis 70 000 sich wiederholende Monomereinheiten, bevorzugt von 21 bis 7000 sich wiederholende Monomereinheiten und bevorzugter von 35 bis 2800 sich wiederholende Monomereinheiten darin auf, obschon die Anzahl der sich wiederholenden Monomereinheiten außerhalb dieses Bereichs liegen kann. Geeignete polyquaternäre Aminverbindungen sind typischerweise von den allgemeinen Formeln
worin n eine ganze Zahl ist, die die Anzahl sich wiederholender Monomereinheiten darstellt, R₁ eine Alkylengruppe einschließlich gesättigter, ungesättigter, cyclischer und substituierter Alkylengruppen (einschließlich Polyoxymethylenoxidgruppen, Polyethylenoxidgruppen, Polypropylenoxidgruppen und dergleichen) mit typischerweise 1 bis 30 Kohlen stoffatomen und vorzugsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Arylengruppe einschließlich substituierter Arylengruppen mit typischerweise 6 bis 50 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Arylalkylengruppe einschließlich substituierter Arylalkylengruppen mit typischerweise 7 bis 60 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 7 bis 20 Kohlenstoffatomen ist und R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoffatome, Alkylgruppen einschließlich gesättigter, ungesättigter, cyclischer und substituierter Alkylgruppen (einschließlich Polyoxymethylenoxidgruppen, Polyethylenoxidgruppen, Polypropylenoxidgruppen und dergleichen) mit typischerweise 1 bis 30 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Arylgruppen einschließlich substituierter Arylgruppen mit typischerweise 6 bis 50 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen, Arylalkylgruppen einschließlich substituierter Arylalkylgruppen mit typischerweise 7 bis 60 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen sind, wobei die Substituenten an den substituierten Alkyl-, Alkylen-, Aryl-, Arylen-, Arylalkyl- und Arylalkylengruppen Hydroxygruppen, Amingruppen, Ammoniumgruppen, Cyangruppen, Pyridingruppen, Pyridiniumgruppen, Ethergruppen, Aldehydgruppen, Ketongruppen, Estergruppen, Amidgruppen, Carbonylgruppen, Sulfidgruppen, Sulfoxidgruppen, Phosphingruppen, Phosphoniumgruppen, Nitrilgruppen, Mercaptogruppen, Nitrosogruppen, Halogenatome, Nitrogruppen, Sulfongruppen, Acylgruppen, Gemische davon und dergleichen sind (aber nicht darauf beschränkt sind), wobei zwei oder mehr Substituenten miteinander unter Bilden eines Ringes verbunden sein können.
Beispiele geeigneter polyquaternärer Aminverbindungen schließen Polydiallyammoniumverbindungen der allgemeinen Formel
worin n eine ganze Zahl ist, die die Anzahl der sich wiederholenden Monomereinheiten darstellt, R₁ und R₂ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoffatome, Alkylgruppen einschließlich gesättigter, ungesättigter, cyclischer und substituierter Alkylgruppen (einschließlich Polyoxymethylenoxidgruppen, Polyethylenoxidgruppen, Polypropylenoxidgruppen und dergleichen) mit typischerweise 1 bis 30 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Arylgruppen einschließlich substituierter Arylgruppen mit typischerweise 6 bis 50 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 6 bis 18 Koh lenstoffatomen oder Arylalkylgruppen einschließlich substituierter Arylalkylgruppen mit typischerweise 7 bis 60 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen sind, wobei die Substituenten an den substituierten Alkyl-, Aryl- und Arylalkylgruppen Hydroxygruppen, Amingruppen, Ammoniumgruppen, Cyangruppen, Pyridingruppen, Pyridiniumgruppen, Ethergruppen, Aldehydgruppen, Ketongruppen, Estergruppen, Amidgruppen, Carbonylgruppen, Sulfidgruppen, Sulfoxidgruppen, Phosphingruppen, Phosphoniumgruppen, Nitrilgruppen, Mercaptogruppen, Nitrosogruppen, Halogenatome, Nitrogruppen, Sulfongruppen, Acylgruppen, Gemische davon und dergleichen sind (aber nicht darauf beschränkt sind), wobei zwei oder mehr Substituenten unter Bilden eines Ringes miteinander verbunden sein können und A ein Anion wie etwa Cl^–, Br^–, I^–, HSO₄ ^–, HSO₃ ^–, SO₄ ^2–, SO₃ ^2–, CH₂SO₃ ^–, CH₃C₆H₄SO₃ ^–, NO₃ ^–, HCOO^–, CH₃COO^–, HCO₃ ^–, CO₃ ^2–, H₂PO₄ ^–, HPO₄ ^2–, PO₄ ^3–, SCN^–, BF₄ ^–, ClO₄ ^–, SSO₃ ^– oder dergleichen ist, wie etwa Polydiallydimethylammoniumverbindungen einschließlich Polydiallyldimethylammoniumchlorid der Formel
ein, worin n eine ganze Zahl ist, die die Anzahl der sich wiederholenden Monomereinheiten darstellt, das mit einem Molekulargewicht von etwa 400 000 (worin n eine ganze Zahl von etwa 2500 ist) von Calgon Corp. als 261-RV und mit einem Molekulargewicht von etwa 5000 (worin n eine ganze Zahl von etwa 31 ist) von Calgon Corp. als VARIKEM 110 oder E2253 im Handel erhältlich ist.
Ferner sind polyquaternisierte Polyvinylamine der allgemeinen Formel
geeignet, worin n eine ganze Zahl ist, die die Anzahl der sich wiederholenden Monomereinheiten darstellt, R₁, R₂ und R₃ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoffatome, Alkylgruppen einschließlich gesättigter, ungesättigter, cyclischer und substituierter Alkylgruppen (einschließlich Polyoxymethylenoxidgruppen, Polyethylenoxidgruppen, Polypropylenoxidgruppen und dergleichen) mit typischerweise 1 bis 30 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Arylgruppen einschließlich substituierter Aryl gruppen mit typischerweise 6 bis 50 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen, Arylalkylgruppen einschließlich substituierter Arylalkylgruppen mit typischerweise 7 bis 60 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen sind, wobei die Substituenten an den substituierten Alkyl-, Aryl- und Arylalkylgruppen Hydroxygruppen, Amingruppen, Ammoniumgruppen, Cyangruppen, Pyridingruppen, Pyridiniumgruppen, Ethergruppen, Aldehydgruppen, Ketongruppen, Estergruppen, Amidgruppen, Carbonylgruppen, Sulfidgruppen, Sulfoxidgruppen, Phosphingruppen, Phosphoniumgruppen, Nitrilgruppen, Mercaptogruppen, Nitrosogruppen, Halogenatome, Nitrogruppen, Sulfongruppen, Acylgruppen, Gemische davon und dergleichen sein können (aber nicht darauf beschränkt sind), wobei zwei oder mehr Substituenten unter Bilden eines Ringes miteinander verbunden sein können und A ein Anion wie etwa Cl^–, Br^–,I^–, HSO₄ ^–, HSO₃ ^–, SO₄ ^2–, SO₃ ^2–, CH₂SO₃ ^–, CH₃C₆H₄SO₃ ^–, NO₃ ^–, HCOO^–, CH₃COO^–, HCO₃ ^–, CO₃ ^2–, H₂PO₄ ^–, HPO₄ ^2–, PO₄ ^3–, SCN^–, BF₄ ^–, ClO₄ ^–, SSO₃ ^– oder dergleichen ist.
Ferner sind polyquaternisierte Polyallylamine der allgemeinen Formel
geeignet, worin n eine ganze Zahl ist, die die Anzahl der sich wiederholenden Monomereinheiten darstellt, R₁, R₂ und R₃ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoffatome, Alkylgruppen einschließlich gesättigter, ungesättigter, cyclischer und substituierter Alkylgruppen (einschließlich Polyoxymethylenoxidgruppen, Polyethylenoxidgruppen, Polypropylenoxidgruppen und dergleichen) mit typischerweise 1 bis 30 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Arylgruppen einschließlich substituierter Arylgruppen mit typischerweise 6 bis 50 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen, Arylalkylgruppen einschließlich substituierter Arylalkylgruppen mit typischerweise 7 bis 60 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen sind, wobei die Substituenten an den substituierten Alkyl-, Aryl- und Arylalkylgruppen Hydroxygruppen, Amingruppen, Ammoniumgruppen, Cyangruppen, Pyridingruppen, Pyridiniumgruppen, Ethergruppen, Aldehydgruppen, Ketongruppen, Estergruppen, Amidgruppen, Carbonylgruppen, Sulfidgruppen, Sulfoxidgruppen, Phosphingruppen, Phosphoniumgruppen, Nitrilgruppen, Mercaptogruppen, Nitrosogruppen, Halogenatome, Nitrogruppen, Sulfongruppen, Acylgruppen, Gemische davon und dergleichen sein können (aber nicht darauf beschränkt sind), wobei zwei oder mehr Substituenten unter Bilden eines Ringes miteinander verbunden sein können und A ein Anion wie etwa Cl^–, Br^–,I^–, HSO₄ ^–, HSO₃ ^–, SO₄ ^2–, SO₃ ^2–, CH₂SO₃ ^–, CH₃C₆H₄SO₃ ^–, NO₃ ^–, HCOO^–, CH₃COO^–, HCO₃ ^–,CO₃ ^2–, H₂PO₄ ^–, HPO₄ ^2–, PO₄ ^3–, SCN^–, BF₄ ^–, ClO₄ ^–, SSO₃ ^– oder dergleichen ist.
Ferner sind Epichlorhydrin/Amin-Copolymere einschließlich der der allgemeinen Formel
geeignet, worin n eine ganze Zahl von 3 bis 3000 und vorzugsweise von 5 bis 100 ist, obschon der Wert außerhalb dieser Bereiche liegen kann, und A ein geeignetes oder gewünschtes Anion wie etwa Cl^–, Br^–,I^–, HSO₄ ^–, HSO₃ ^–, SO₄ ^2–, SO₃ ^2–, CH₂SO₃ ^–, CH₃C₆H₄SO₃ ^–, NO₃ ^–, HCOO^–, CH₃COO^–, HCO₃ ^–,CO₃ ^2–, H₂PO₄ ^–, HPO₄ ^2–, PO₄ ^3–, SCN^–, BF₄ ^–, ClO₄ ^–, SSO₃ ^– oder dergleichen ist. Polymere dieser Formel sind im Handel von Hercules, Wilmington, DE, als RETEN 200 oder RETEN 201 (Molekulargewicht im allgemeinen weniger als 10 000) und von Cytex, Inc., West Patterson, NJ, als CYPRO 514, 515 und 516 (wobei die Polymeren einen Molekulargewichtsbereich von 75 000 bis 250 000 aufweisen und n von 870 bis 3000 beträgt) und als SUPERFLOC C567 (worin das Polymer ein Molekulargewicht von etwa 10 000 aufweist und n von 110 bis 120, typischerweise etwa 116 beträgt) im Handel erhältlich sind.
Ferner sind kationische Amidoamin-Copolymere geeignet. Beispiele geeigneter kationischer Amidoamin-Copolymeren schließen die der allgemeinen Formel (A – B)_n ²ⁿ⁺·2nX^– ein worin X ein Anion wie etwa Cl^–, Br^–, I^–, HSO₄ ^–, HSO₃ ^–, SO₄ ^2–, SO₃ ^2–, CH₂SO₃ ^–, CH₃C₆H₄SO₃ ^–, NO₃ ^–, HCOO^–, CH₃COO^–, HCO₃ ^–,CO₃ ^2–, H₂PO₄ ^–, HPO₄ ^2–, PO₄ ^3–, SCN^–, BF₄ ^–, ClO₄ ^–, SSO₃ ^– oder dergleichen ist, n eine ganze Zahl ist, die die Anzahl der sich wiederholenden Monomereinheiten darstellt und typischerweise von 2 bis 1000, vorzugsweise von 3 bis 200, bevorzugter von 3 bis 100 und noch bevorzugter von 3 bis 10 beträgt, obschon der Wert außerhalb dieser Bereiche liegen kann, „A"
ist und „B" aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus (a) Monomeren der Formel
worin p eine ganze Zahl ist, die die Anzahl der sich wiederholenden Monomereneinheiten darstellt und typischerweise von 1 bis 12, vorzugsweise von 1 bis 7 und bevorzugter von 1 bis 4 beträgt, obschon der Wert außerhalb dieser Bereiche liegen kann, wie etwa (i) Azelainsäurediamido, worin p 7 ist, der Formel
oder (ii) Adipinsäurediamido, worin p 4 ist, der Formel
und (b) Ureido der Formel
besteht. Gemische von zwei oder mehr Monomeren „B" können ebenfalls bei dem Polymer verwendet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind diese speziellen Polymeren typischerweise Kondensationspolymere mit sich abwechselnden Monomereinheiten „A" und „B". Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Polymers ist typischerweise 1000 bis 100 000, vorzugsweise von 1000 bis 30 000 und bevorzugter von 2000 bis 5000, obschon der Wert außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Copolymere aus einem Amin und einem Amid sind im Handel zum Beispiel von Rhone-Poulenc, Cranbury, NJ, als zum Beispiel MIRAPOL AZ-1 mit der vorstehenden Formel, worin das Monomer „B" Azelainsäurediamido ist, n einen Durchschnittswert von etwa 100 aufweist und das Molekulargewicht etwa 50 000 beträgt, MIRAPOL AD-1 mit der vorstehenden Formel, worin das Monomer „B" Adipinsäuediamido ist, n einen Durchschnittswert von etwa 100 aufweist und das Molekulargewicht etwa 50 000 ist, und MIRAPOL A-15 mit der vorstehenden Formel, worin das Monomer „B" Ureido ist, n einen Durchschnittswert von etwa 6 aufweist und das Molekulargewicht etwa 2260 beträgt, erhältlich.
Ferner sind Copolymere aus Vinylpyrrolidinon und einem Vinylimidazoliumsalz geeignet. Bei einer Ausführungsform besteht das Copolymer aus einem Vinylimidazoliumsalz der
worin X ein Anion ist und R ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit typischerweise 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen ist und Vinylpyrrolidinon der Formel
wobei das Copolymer von der allgemeinen Formel
ist, worin X irgendein geeignetes oder gewünschtes Anion wie etwa Cl^–, Br^–,I^–, HSO₄ ^–, HSO₃ ^–, SO₄ ^2–, SO₃ ^2–, CH₂SO₃ ^–, CH₃C₆H₄SO₃ ^–, NO₃ ^–, HCOO^–, CH₃COO^–, HCO₃ ^–,CO₃ ^2–, H₂PO₄ ^–, HPO₄ ^2–, PO₄ ^3–, SCN^–, BF₄ ^–, ClO₄ ^–, SSO₃ ^– oder dergleichen ist, R ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit typischerweise 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 1 bis 3 Kohlenstoffatomen ist, m eine ganze Zahl ist, die die Anzahl der sich wiederholenden Vinylimidazoliumeinheiten darstellt und n eine ganze Zahl ist, die die Anzahl der sich wiederholenden Vinylpyrrolidoneinheiten darstellt. Wenn R ein Wasserstoffatom ist, kann der pH der Tinte zum Liefern einer optimalen Tinte-Papier-Wechselwirkung eingestellt werden; zum Beispiel kann das Wasserstoffatom beim Kontakt mit dem Papier entfernt werden oder der kationische Charakter des Polymers kann auf den pH der Tinte eingestellt werden. Random-Copolymere der vorstehenden Formel sind im allgemeinen bevorzugt, obschon alternierende und Blockcopolymere ebenfalls geeignet sind. Das Gewichtsmittel des Polymers ist typischerweise von 1000 bis 1 000 000, vorzugsweise von 1000 bis 100 000 und bevorzugter von 2000 bis 5000, obschon der Wert außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Das Verhältnis von Vinylimidazoliummonomeren zu Vinylpyrrolidinonmonomeren ist typischerweise von 99 : 1 bis 5 : 95, vorzugsweise von 95 : 5 bis 20 : 80, bevorzugter von 95 : 5 bis 30 : 70 und noch bevorzugter von 95 : 5 bis 50 : 50, obschon der Wert außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Vinylpyrrolidinon/Vinylimidazoliumsalz-Copolymere sind im Handel erhältlich; zum Beispiel liefert BASF, Parsippany, NJ, Vinylimidazoliumchlorid/Vinylpyrrolidinon-Copolymere (der vorstehenden Formel, worin R CH₃ ist) mit einem Molekulargewicht von etwa 100 000 in drei Monomerverhältnissen: LUVIQUAT^® FC905 weist ein Vinylimidazoliumchlorid : Vinylpyrrolidinon-Verhältnis von 95 : 5 mit 6,7 Milliäquivalent je Gramm kationischer Gruppen auf, LUVIQUAT^® FC550 weist ein Vinylimidazoliumchlorid : Vinylpyrrolidinon-Verhältnis von 50 : 50 mit 3,0 Milliäquivalent je Gramm kationischer Gruppen auf und LUVIQUAT^® FC370 weist ein Vinylimidazoliumchlorid : Vinylpyrrolidinon-Verhältnis von 30 : 70 mit 1,8 Milliäquivalent je Gramm kationischer Gruppen. Ferner ist von der BASF LUVIQUAT^® HM552 mit einem Molekulargewicht von etwa 800 000 und einem Vinylimidazoliumchlorid : Vinylpyrrolidinon-Verhältnis von 50 : 50 erhältlich.
Gemische aus zwei oder mehr polyquaternären Aminverbindungen können ebenfalls in der Tinte vorliegen.
Die polyquaternäre Aminverbindung liegt in der Tinte in jeder gewünschten oder wirksamen Menge, typischerweise von 0,01 bis 50% des Tintengewichts, typischer von 0,05 bis 40% des Tintengewichts, vorzugsweise von 1 bis 10% des Tintengewichts, bevorzugter von 1 bis 9% des Tintengewichts und noch bevorzugter von 1 bis 5% des Tintengewichts vor, obschon die Menge außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Die bevorzugten relativen Mengen des polyquaternären Amins und anionischen Farbstoffs in der Tinte können auch als stöchiometrisches Verhältnis ausgedrückt werden, wobei das Molverhältnis der anionischen Farbstoffgruppen zu kationischen polyquaternären Gruppen typischerweise von 1 : 0,33 bis 1 : 300, vorzugsweise von 1 : 1 bis 1 : 20, bevorzugter von 1 : 2 bis 1 : 6 und am bevorzugtesten etwa 1 : 3 beträgt, obschon die relativen Mengen außerhalb dieser Bereiche liegen können.
Obschon nicht von irgendeiner besonderen Theorie eingeschränkt zu werden, wird angenommen, daß das polyquaternäre Amin und der Farbstoff beim Mischen der Tintenbestandteile einen mehrzähnigen, ionischen Komplex bilden. Obschon die Tintenbestandteile in jeder gewünschten Reihenfolge gemischt werden können, ist es bevorzugt, daß alle in der Tinte vorhandenen Salze vor der Zugabe des Farbstoffs oder des polyquaternären Amins zugefügt werden. Die Struktur des polyquaternären Komplexes ist im allgemeinen über den normalen pH-Bereich der Tinte vom pH der Tinte unabhängig.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, bei denen das Farbmittel ein Gemisch aus einem anionischen Farbstoff und einem polyquaternären Amin ist, enthalten die Tinten weiter ein nicht-polymeres Salz, das wenigstens ein Kation und wenigstens ein Anion umfaßt. Beispiele geeigneter Kationen schließen Alkalimetallkationen wie etwa Li⁺, Na⁺ und K⁺, Erdalkalimetallkationen wie etwa Mg²⁺ und Ca²⁺, nicht-polymere oder monomere Ammonium- und quaternäre Aminkationen ein, wobei spezielle Beispiele von Ammonium- und quaternären Aminkationen NH₄ ⁺, N(CH₃)₄ ⁺, H₃NCH₂CH₂NH₃ ²⁺, (H₃C)₃NCH₂CH₂N(CH₃)₃ ²⁺, Imidazolium, quaternisiertes 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan, Cholin der Formel
quaternäre Alkylaminsalze wie etwa ETHOQUAD C/12 der Formel
worin R eine langkettige Alkylgruppe mit 12 Kohlenstoffatomen ist, x und y ganze Zahlen von 0, 1 oder 2 sind, die die Anzahl der Ethoxygruppen darstellen, wobei x + y = 2 und A ein Anion wie etwa Chlorid ist, das im Handel von Akzo Chemie, Chicago, IL, erhältlich ist, und dergleichen als auch Gemische davon sind. Jedes gewünschte Anion kann eingesetzt werden. Beispiele geeigneter Anionen schließen Sulfat, Sulfonat, Sulfamat (NH₂SO₃ ^–), Carbonat, Nitrat, Perchlorat, organische Säureanionen wie etwa Formiat, Acetat, Propionat und dergleichen, Acetylacetonat der Formel
Squarat der Formel
Halogenide einschließlich Chlorid, Bromid und lodid und dergleichen als auch Gemische davon ein. Spezielle Beispiele geeigneter Salze schließen Lithiumchlorid, Lithiumbromid, Lithiumiodid, Lithiumnitrat, Lithiumformiat, Lithiumacetat, Lithiumpropionat, Lithiumsulfat, Lithiumsulfonat, Lithiumsulfamat, Lithiumcarbonat, Lithiumperchlorat, Lithiumacetylacetonat, Lithiumsquarat, Natriumchlorid, Natriumbromid, Natriumiodid, Natriumnitrat, Natriumperchlorat, Natriumformiat, Natriumacetat, Natriumpropionat, Natriumsulfat, Natriumsulfonat, Natriumsulfamat, Natriumcarbonat, Natriumperchlorat, Natriumacetylacetonat, Natriumsquarat, Kaliumchlorid, Kaliumbromid, Kaliumiodid, Kaliumformiat, Kaliumacetat, Kaliumpropionat, Kaliumsulfat, Kaliumsulfonat, Kaliumsulfamat, Kaliumcarbonat, Kaliumperchlorat, Kaliumacetylacetonat, Kaliumsquarat, Calciumchlorid, Calciumnitrat, Calciumformiat, Calciumacetat, Calciumpropionat, Calciumsulfat, Calciumsulfonat, Calciumsulfamat, Calciumcarbonat, Calciumperchlorat, Calciumacetylacetonat, Calciumsquarat, Magnesiumchlorid, Magnesiumsulfat, Magnesiumformiat, Magnesiumacetat, Magnesiumpropionat, Magnesiumsulfat, Magnesiumsulfonat, Magnesiumsulfamat, Magnesiumcarbonat, Magnesiumperchlorat, Magnesiumacetylacetonat, Magnesiumsquarat, Ammoniumchlorid, Ammoniumbromid, Ammoniumiodid, Ammoniumacetat, Ammoniumformiat, Ammoniumnitrat, Ammoniumsulfat, Ammoniumpropionat, Ammoniumsulfonat, Ammoniumsulfamat, Ammoniumcarbonat, Ammoniumperchlorat, Ammoniumacetylacetonat, Ammoniumsquarat, Tetramethylammoniumchlorid, Tetramethylammoniumformiat, Tetramethylammoniumacetat, Tetramethylammoniumpropionat, Tetramethylammoniumsulfat, Tetramethylammoniumsulfonat, Tetramethylammoniumsulfamat, Tetramethylammoniumcarbonat, Tetramethylammoniumperchlorat, Tetramethylammoniumacetylacetonat, Tetramethylammoniumsquarat, Ethylendiamindihydrochlorid, 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octansalze wie etwa Hexamethoniumbromid der Formel
Imidazolsalze wie etwa Imidazoliumchlorid, Acetylacetonatsalze wie etwa Lithiumacetylacetonat, Squaratsalze wie etwa Tetramethylammoniumsquarat, Cholinsalze wie etwa Cholinchlorid, ETHOQUAD C/12 und dergleichen ein. Das Salz kann auch ein Komplexsalz einschließlich Übergangsmetallkomplexen wie etwa Zn(NH₃)₄ oder dergleichen sein. Das Salz liegt in der Tinte in jeder gewünschten oder wirksamen Menge, typischennreise von 0,1 bis 40% des Tintengewichts, vorzugsweise von 0,1 bis 30% des Tintengewichts, bevorzugter von 0,5 bis 20% des Tintengewichts und noch bevorzugter von 2 bis 15% des Tintengewichts vor, obschon die Menge außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Die bevorzugten relativen Mengen Salz und anionischer Farbstoff in der Tinte können auch als stöchiometrisches Verhältnis ausgedrückt werden, wobei das Molverhältnis der Anionen in dem zugesetzten Salz zu den anionischen Farbstoffgruppen typischerweise von 0 : 1 bis 100 : 1 für anionische Farbstoffe und von 0 : 1 bis 500 : 1 für Direktfarbstoffe beträgt. Für alle anionischen Farbstoffe (saure Farbstoffe, Direktfarbstoffe, reaktive Farbstoffe und dergleichen) ist das bevorzugte Molverhältnis der Anionen in dem zugesetzten Salz zu anionischen Farbstoffgruppen von 5 : 1 bis 100 : 1, bevorzugter von 10 : 1 bis 80 : 1. Das Molverhältnis der Anionen in dem zugesetzten Salz zu den anionischen Farbstoffgruppen kann jedoch außerhalb dieser Bereiche liegen. Wenn die Anionen in dem zugesetzten Salz mehrwertig sind, kann außerdem gewünschtenfalls eine geringere Menge eingesetzt werden; falls die Anionen zum Beispiel in dem zugesetzten Salz zweiwertig sind, kann die zugesetzte Menge auf ungefähr die Hälfte der für ein einwertiges Anion erwünschten Menge verringert werden.
Obschon nicht auf eine bestimmte Theorie eingeschränkt, wird angenommen, daß die Anwesenheit des Salzes die Löslichkeit oder Stabilität in dem Tintenträger des Komplexes aus Farbstoff/polyquaternärer Aminverbindung, der in den Tinten der vorliegenden Erfindung als Farbmittel eingesetzt wird, verbessert. Genauer wird angenommen, daß das Salz Ladungen in dem Polyelektrolytkomplex, der das Farbmittel darstellt, elektrostatisch abschirmt und dadurch eine kompaktere Struktur ermöglicht, die wiederum in dem Tintenträger löslicher oder stabiler ist. Obschon erneut nicht auf eine bestimmte Theorie eingeschränkt, wird angenommen, daß das polyquaternäre Amin in der Tinte mit dem anionischen Farbstoff verbunden ist, wobei der Farbstoff die Rolle eines Gegenions spielt. Die benachbarten Ladungszentren in dem polyquaternären Amin stoßen einander ab und zwingen das polyquaternäre Amin in eine gestrecktere und weniger lösliche Konfiguration des Rückgrats. Von der Anwesenheit des Salzes in der Tinte wird angenommen, daß sie diese Abstoßungen verringert, die elektrische Doppelschicht verfestigt und einen kompakteren, löslicheren polyquaternären Aminkomplex fördert. Die Anwesenheit des Salzes in der Tinte kann auch Schwankungen verringern, wenn die Tinte versprüht wird, und die Oberflächenspannung der Tinte erhöhen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt die polyquaternäre Aminverbindung in der Tinte in einer solchen Menge vor, daß die Anzahl der quaternären Amingruppen an der polyquaternären Aminverbindung die Anzahl der anionischen Gruppen an dem Farbstoff übersteigt. In einigen Fällen, insbesondere wenn der Tintenträger Cosolventien wie etwa Sulfolan und/oder Harnstoff und ein Salz enthält, wenn der Farbstoff und die polyquaternäre Aminverbindung in relativen Mengen vorliegen, so daß die Anzahl anionischer Gruppen auf dem Farbstoff die Zahl der kationischen quaternären Amingruppen an dem Polymer übersteigt, kann ein Ausfallen des Komplexes Farbstoff/quaternäre Aminverbindung aus dem Tintenträger erfolgen. Das Erhöhen der Menge an polyquaternärer Aminverbindung in der Tinte ermöglicht in diesen Fällen eine Tinte mit ausgezeichneter Lagerstabilität, ausgezeichneter Wasserbeständigkeit, ausgezeichneter Wischfestigkeit und verringertem Ausbluten unter den Farben.
Tintenzusammensetzungen, die erhöhte Mengen an polyquaternärer Aminverbindung und Salz, z. B. mindestens 6 Gewichtsprozent polyquaternäre Aminverbindung und mindestens 12 Gewichtsprozent Salz enthalten, ermöglichen ferner solche Vorteile wie etwa die Fähigkeit, Tinten in Abwesenheit stabilisierender Cosolventien wie etwa Sulfolan und Harnstoff zu formulieren. Die Fähigkeit, Tinten ohne Cosolventien oder Feuchtemittel wie etwa diese zu formulieren, ermöglicht Vorteile wie etwa eine erhöhte Verträglichkeit der Tinte mit Materialien, aus denen Druckköpfe gemeinhin hergestellt werden, verbesserte Lagerstabilität und dergleichen. Glykol-Cosolventien wie etwa Dipropylenglykol, Tripropylenglykolmonomethylether und dergleichen enthaltende Tinten können ohne eine sich daraus ergebende Farbmitteldestabilisierung formuliert werden.
Die Tinten der vorliegenden Erfindung enthalten weiter 1,3,5-Trioxan, gegebenenfalls in Kombination mit Tetraethylenglykoldimethylether. Trioxan ist eine polare, aprotische Verbindung der Formel
Tetraethylenglykoldimethylether ist eine polare, aprotische Verbindung der Formel H₃C-O-(CH₂CH₂O)₄-CH₃
Diese Materialien sind zum Beispiel von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI, im Handel erhältlich. Das 1,3,5-Trioxan liegt in der Tinte in jeder gewünschten oder wirksamen Menge, typischerweise zu wenigstens 5% des Tintengewichts, vorzugsweise mindestens 10% des Tintengewichts und bevorzugter mindestens 15% des Tintengewichts und typischerweise höchstens 40% des Tintengewichts, vorzugsweise höchstens 30% des Tintengewichts und bevorzugter höchstens 25% des Tintengewichts vor, obschon die Menge außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen liegt das 1,3,5-Trioxan in der Tinte in einer Menge von mindestens 10% des Tintengewichts vor und liegt in der Tinte in einer Menge von höchstens 30% des Tintengewichts vor; bevorzugter liegt das 1,3,5-Trioxan in der Tinte in einer Menge von mindestens 15% des Tintengewichts vor und liegt die Tinte in einer Menge von höchstens 25% des Tintengewichts vor.
Die Menge Tetraethylenglykoldimethylether in der Tinte kann der Menge 1,3,5-Trioxan in der Tinte entsprechen.
Obschon nicht auf eine besondere Theorie beschränkt, wird angenommen, daß das 1,3,5-Trioxan oder der Tetraethylenglykoldimethylether, außer daß sie ein besseres Eindringen der Tinte und ein verringertes Ausbluten unter den Farben ermöglichen, diese Vorteile auch ermöglichen, ohne die Tintenviskosität übermäßig auf einen unerwünschten Wert zu erhöhen. Es wird auch angenommen, daß das hohe Verhältnis der einsamen Elektronenpaare zum Molekulargewicht dieser Materialien ihr Wasserstoffbindungsvermögen zu Wasser erhöht. Obschon erneut nicht auf eine besondere Theorie beschränkt, wird angenommen, daß wenn die das 1,3,5-Trioxan oder den Tetraethylenglykoldimethylether enthaltende Tinte mit einer anderen, ein Pigmentfarbmittel (entweder selbstdispergierend, d. h. oberflächenbehandelte Pigmentteilchen, um sie in einer Tinte leichter dispergierbar zu machen, oder mit Pigmentteilchen und einem Dispersionsmittel) enthaltenden Tinte in Berührung gerät, bewirkt die Anwesenheit des 1,3,5-Trioxans oder Tetraethylenglykoldimethylethers in der ersten Tinte das Entfernen von Wasser-Wasserstoffbindungen von den Pigmentteilchen in der zweiten Tinte zu dem Trioxan in der ersten Tinte, wodurch das Pigment in der zweiten Tinte destabilisiert wird, was zu ihrem Ausfallen auf dem Papier und Verringern ihrer Fähigkeit, auf dem Papier zu wandern führt. Das Ausbluten unter den Farben wird dementsprechend verringert.
Das 1,3,5-Trioxan oder der Tetraethylenglykoldimethylether kann auch in einer Tinte enthalten sein, die ein Pigmenttarbmittel enthält (entweder selbstdispergierend, d. h. oberflächenbehandelte Pigmentteilchen, um sie in einer Tinte leichter dispergierbar zu machen, oder mit Pigmentteilchen und einem Dispersionsmittel). Die Anwesenheit des 1,3,5-Trioxans oder Tetraethylenglykoldimethylethers in der Tinte in im allgemeinen geringeren Mengen, als sie in einer Tinte auf Farbstoffgrundlage verwendet werden würden, neigt zum Destabilisieren des Pigmenttarbmittels. Die Menge an 1,3,5-Trioxan oder Tetraethylenglykoldimethylether wird so gewählt, daß das Pigment, obschon destabilisiert, noch immer ausreichend stabil dispergiert ist, um die Funktionsfähigkeit der Tinte zu ermöglichen. Wenn die Tinte mit dem Papier in Berührung gerät, wird das Pigment sofort weiter destabilisiert, was dazu führt, daß es auf dem Papier ausfällt und seine Fähigkeit, auf dem Papier zu wandern, verringert wird. Das Ausbluten unter den Farben wird dementsprechend verringert.
Die Tintenzusammensetzungen sind im allgemeinen von einer zur Verwendung bei thermischen Tintenstrahldruckverfahren geeigneten Viskosität. Bei Raumtemperatur (d. h. etwa 25°C) beträgt die Tintenviskosität typischerweise höchstens 10 Centipoise und beträgt vorzugsweise von 1 bis 5 Centipoise, bevorzugter von 1 bis 4 Centipoise, obschon die Viskosität insbesondere bei Anwendungen wie etwa dem akustischen Tintenstrahldrucken außerhalb dieses Bereichs liegen kann.
Tintenzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können von jedem geeignetem oder gewünschten pH sein. Bei einigen Ausführungsformen wie etwa thermischen Tintenstrahldruckverfahren, sind typische pH-Werte von 3 bis 11, vorzugsweise von 5 bis 10 und bevorzugter von 6 bis 8,5, obschon der pH außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Zum Tintenstrahldruck geeignete Tintenzusammensetzungen können durch jedes geeignete Verfahren hergestellt werden. Typischerweise werden die Tinten durch einfaches Mischen der Bestandteile hergestellt. Ein Verfahren bedingt das Zusammenmischen aller Tintenbestandteile und Filtrieren des Gemisches unter Erhalten einer Tinte. Tinten kön nen durch Mischen der Bestandteile, gewünschtenfalls Erhitzen und Filtrieren, gefolgt vom Zufügen gewünschter, zusätzlicher Additive zu dem Gemisch und Mischen bei Raumtemperatur unter typischerweise 5 bis 10 Minuten mäßigem Schütteln, bis ein homogenes Gemisch erhalten worden ist, hergestellt werden. Wahlweise können die wahlfreien Tintenadditive mit den anderen Tintenbestandteilen während des Tintenherstellungsverfahrens gemischt werden, das gemäß einem gewünschten Verfahren wie etwa durch Mischen aller Bestandteile, gewünschtenfalls Erhitzen und Filtrieren abläuft.
Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein Verfahren gerichtet, das das Einbringen einer Tinte der vorliegenden Erfindung in ein Tintenstrahldruckgerät und das Bewirken, daß Tintentröpfchen in einem bildweisen Muster auf einen Aufzeichnungsbogen ausgestoßen werden, umfaßt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform setzt das Druckgerät ein thermisches Tintenstrahlverfahren ein, bei dem die Tinte in den Düsen selektiv in einem bildweisen Muster erhitzt wird, wodurch das Ausstoßen von Tintentröpfchen in bildweisem Muster bewirkt wird. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform setzt das Druckgerät ein akustisches Tintenstrahldruckverfahren ein, bei dem das Ausstoßen von Tintentröpfchen in einem bildweisen Muster durch akustische Strahlen bewirkt wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zum Verringern des Ausblutens unter den Farben beim Tintenstrahldruck, was (1) das Einbringen in ein Tintenstrahldruckgerät einer ersten Tintenzusammensetzung einer ersten Farbe, die (a) Wasser, (b) ein Farbmittel und (c) 1,3,5-Trioxan gegebenenfalls in Kombination mit Tetraethylenglykoldimethylether, (2) das Einbringen in das Tintenstrahldruckgerät einer zweiten Tintenzusammensetzung einer zu der ersten Farbe unterschiedlichen Farbe, die (a) Wasser und (b) ein Pigmentfarbmittel umfaßt, wobei die zweite Tintenzusammensetzung im wesentlichen frei von Malonaldehydbis(dimethylacetal) ist, und (3) das Bewirken des Ausstoßens von Tröpfchen der ersten Tinte und der zweiten Tinte in einem bildweisen Muster auf einen Aufzeichnungsbogen umfaßt, wobei wenigstens einige Tröpfchen der ersten Tinte auf den Aufzeichnungsbogen neben wenigstens einige Tröpfchen der zweiten Tinte ausgestoßen werden und wobei das Ausbluten unter den Farben zwischen der ersten Tinte und der zweiten Tinte verringert ist. Vorzugsweise ist das Farbmittel in der ersten Tinte ein Farbstoff.
Jedes geeignete Substrat oder Aufzeichnungsfolie einschließlich Normalpapiere wie etwa Xerox^® 4024 Papiere, Papiere der Reihe Xerox^® Image, Courtland 4024 DP Papier, kariertes Notizbuchpapier, Hartpostpapier, mit Siliziumoxid beschichtete Papiere wie et wa mit Siliziumoxid beschichtetes Papier der Sharp Company, JuJo Papier und dergleichen, Folienmaterialien, Gewebe, Textilprodukte, Kunststoffe, Polymerfilme, anorganische Substrate wie etwa Metalle und Holz und dergleichen kann eingesetzt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform bedingt das Verfahren das Drucken auf ein poröses oder tintenabsorbierendes Substrat wie etwa Normalpapier.
Alle Teile und Prozentangaben in den folgenden Beispielen sind solange nicht anders angegeben in Gewicht.
BEISPIEL 1
Eine Tintenzusammensetzung wurde durch einfaches Mischen der vorstehenden Bestandteile hergestellt:
Die sich daraus ergebende Tinte wurde durch ein 1,2 Mikron Filter filtriert. Die Tinte zeigte eine Viskosität von 4,17 Centipoise bei 25°C, einen pH von 7,54 bei 25°C, eine Oberflächenspannung von 42,6 dyn je Zentimeter und eine Leitfähigkeit von 21,3 mMho.
Die so hergestellte Tintenzusammensetzung wurde in einen thermischen Tintenstrahldrucker LEXMARK^® 7200 eingebracht. Ferner wurde in den Drucker eine durch einfaches Mischen der nachstehenden Bestandteile hergestellte schwarze Tinte eingebracht:
Die Tinte zeigte eine Viskosität von 1,9 Centipoise bei 25°C, einen pH von 7,27 bei 25°C, eine Oberflächenspannung von 36,1 dyn je Zentimeter und eine Leitfähigkeit von 0,298 mMhos.
Die schwarze und gelbe Tinte wurden zum Erzeugen nebeneinander liegender schwarzer und gelber Bilder auf Courtland^® 4224 DP Papier verwendet. Das Ausbluten unter den Farben wurde als durchschnittliches MFLEN (Mid Frequency Line Edge Noise (Mittelfrequenzlinie-Kantenrauschen), horizontale Linien) der Zwischenfläche zwischen den beiden Linien gemessen. Das Ausbluten unter den Farben wird üblicherweise durch ein unerwünschtes Mischen von Tinten in der Nähe der Grenzflächen verursacht und führt zu einem Bild mit verzerrten Linien und unregelmäßigen Kanten und großen MFLEN-Werten. Eine kleinere MFLEN-Zahl ist erwünscht, da sie ein Bild mit schärferen Linien und verringertem Ausbluten unter den Farben zeigt. Die MFLEN-Zahl wurde durch ein Gerät erhalten, das aus einem Personalcomputer; einer Beleuchtungsquelle, einem Filter und einem bildgebenden Mikroskop mit einem CDD-Sensor bestand. Das Gerät wurde mit einem Standardbild (Linie mit scharfen Kanten) kalibriert. Es wurde eine eine Fourier-Transform-Technik verwendende Software zum Berechnen der MFLEN-Daten und Linienbreite verwendet. Das durchschnittliche MFLEN war 4,9.
BEISPIEL II
Eine Tintenzusammensetzung wurde durch einfaches Mischen der folgenden Bestandteile hergestellt:
Die sich daraus ergebende Tinte wurde durch ein Filter von 1,2 Mikron filtriert. Die Tinte zeigte eine Viskosität von 3,32 Centipoise bei 25°C, einen pH von 7,31 bei 25°C, eine Oberflächenspannung von 43,6 dyn je Zentimeter und eine Leitfähigkeit von 2,6 mMhos.
Die so hergestellte Tintenzusammensetzung wurde in einen thermischen Tintenstrahldrucker LEXMARK^® 7200 eingebracht. In den Drucker wurde ferner eine wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellte schwarze Tinte eingebracht. Die schwarze und gelbe Tinte wurden zum Erzeugen nebeneinander liegender schwarzer und gelber Bilder auf Courtland^® 4224 DP Papier verwendet. Das Ausbluten unter den Farben wurde als durchschnittliches MFLEN (Mid Frequency Line Edge Noise (Mittelfrequenzlinie-Kantenrauschen), horizontale Linien) der Zwischenfläche zwischen den beiden Linien gemessen. Das durchschnittliche MFLEN war 10.3.
BEISPIEL III
Eine Tintenzusammensetzung wurde durch einfaches Mischen der folgenden Bestandteile hergestellt:
Die sich daraus ergebende Tinte wurde durch ein Filter von 1,2 Mikron filtriert. Die Tinte zeigte eine Viskosität von 3,03 Centipoise bei 25°C, einen pH von 7,4 bei 25°C, eine Oberflächenspannung von 41,5 dyn je Zentimeter und eine Leitfähigkeit von 3,43 mMhos.
Die so hergestellte Tintenzusammensetzung wurde in einen thermischen Tintenstrahldrucker LEXMARK^® 7200 eingebracht. In den Drucker wurde ferner eine wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellte schwarze Tinte eingebracht. Die schwarze und gelbe Tinte wurden zum Erzeugen nebeneinander liegender schwarzer und gelber Bilder auf Courtland^® 4224 DP Papier verwendet. Das Ausbluten unter den Farben wurde als durchschnittliches MFLEN (Mid Frequency Line Edge Noise (Mittelfrequenzlinie-Kantenrauschen), horizontale Linien) der Zwischenfläche zwischen den beiden Linien gemessen. Das durchschnittliche MFLEN war 10.6.
BEISPIEL IV
Eine Tintenzusammensetzung wurde durch einfaches Mischen der folgenden Bestandteile hergestellt:
Die sich daraus ergebende Tinte wurde durch ein Filter von 1,2 Mikron filtriert. Die Tinte zeigte eine Viskosität von 4,16 Centipoise bei 25°C, einen pH von 7,25 bei 25°C, eine Oberflächenspannung von 38,7 dyn je Zentimeter und eine Leitfähigkeit von 3,13 mMhos.
Die so hergestellte Tintenzusammensetzung wurde in einen thermischen Tintenstrahldrucker LEXMARK^® 7200 eingebracht. In den Drucker wurde ferner eine schwarze Tinte eingebracht, die durch einfaches Mischen der folgenden Bestandteile hergestellt wurde:
Die sich daraus ergebende Tinte wurde durch ein Filter von 1 Mikron filtriert. Die Tinte zeigte eine Viskosität von 3,28 Centipoise bei 25°C, einen pH von 7,1 bei 25°C, eine Oberflächenspannung von 34,2 dyn je Zentimeter und eine Leitfähigkeit von 0,692 mMhos.
Die schwarze und gelbe Tinte wurden zum Erzeugen nebeneinander liegender schwarzer und gelber Bilder auf Courtland^® 4224 DP Papier verwendet. Das Ausbluten unter den Farben wurde als durchschnittliches MFLEN (Mid Frequency Line Edge Noise (Mittelfrequenzlinie-Kantenrauschen), horizontale Linien) der Zwischenfläche zwischen den beiden Linien gemessen. Das durchschnittliche MFLEN war 10.6.
VERGLEICHSBEISPIEL A
Eine Tintenzusammensetzung wurde durch einfaches Mischen der folgenden Bestandteile hergestellt:
Die sich daraus ergebende Tinte wurde durch ein Filter von 1,2 Mikron filtriert. Die Tinte zeigte eine Viskosität von 3,61 Centipoise bei 25°C, einen pH von 8,27 bei 21°C, eine Oberflächenspannung von 36,6 dyn je Zentimeter und eine Leitfähigkeit von 4,25 mMhos.
Die so hergestellte Tintenzusammensetzung wurde in einen thermischen Tintenstrahldrucker LEXMARK^® 7200 eingebracht. In den Drucker wurde ferner eine wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellte schwarze Tinte eingebracht. Die schwarze und gelbe Tinte wurden zum Erzeugen nebeneinander liegender schwarzer und gelber Bilder auf Courtland^® 4224 DP Papier verwendet. Das Ausbluten unter den Farben wurde als durchschnittliches MFLEN (Mid Frequency Line Edge Noise (Mittelfrequenzlinie-Kantenrauschen), horizontale Linien) der Zwischenfläche zwischen den beiden Linien gemessen. Das durchschnittliche MFLEN war 54.
VERGLEICHSBEISPIEL B
Eine wie in Vergleichsbeispiel A hergestellte Tintenzusammensetzung wurde in einen thermischen Tintenstrahldrucker LEXMARK^® 7200 eingebracht. In den Drucker wurde ferner eine wie in Beispiel IV beschrieben hergestellte schwarze Tinte eingebracht. Die schwarze und gelbe Tinte wurden zum Erzeugen nebeneinander liegender schwarzer und gelber Bilder auf Courtland^® 4224 DP Papier verwendet. Das Ausbluten unter den Farben wurde als durchschnittliches MFLEN (Mid Frequency Line Edge Noise (Mittelfrequenzlinie-Kantenrauschen), horizontale Linien) der Zwischenfläche zwischen den beiden Linien gemessen. Das durchschnittliche MFLEN war 37.

Claims

Tintenzusammensetzung umfassend (a) Wasser (b) ein Farbmittel und (c) 1,3,5-Trioxan, gegebenenfalls in Kombination mit Tetraethylenglykoldimethylether.
Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das Wasser in einer Menge von höchstens 80 Gewichtsprozent der Tinte vorliegt.
Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Farbmittel ein Farbstoff, ein Pigment oder ein Gemisch davon ist.
Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Farbmittel ein Gemisch eines anionischen Farbstoffs und eines polyquaternären Amins ist.
Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 4, wobei die Tinte weiter ein monomeres Salz mit wenigstens einem Kation und wenigstens einem Anion enthält.
Tintenzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das 1,3,5-Trioxan in der Tinte in einer Menge von mindestens 5 Gewichtsprozent der Tinte vorliegt und in der Tinte in einer Menge von höchstens 40 Gewichtsprozent der Tinte vorliegt.
Tintenzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, die weiter Tripropylenglykolmonomethylether enthält.
Tintenzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, die weiter Sulfolan enthält.
Tintenzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, die weiter Formamid enthält.
Druckverfahren umfassend (1) das Einbringen einer Tintenzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 in ein Tintenstrahldruckgerät und (2) das Bewirken, daß Tröpfchen aus der Tinte in einem bildweisen Muster auf ein bogenförmiges Aufzeichnungsmaterial ausgestoßen werden.