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Hintergrund
der Erfindung
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung,
mit der qualitativ hochwertige und haltbare Bilder auf Normalpapier,
Recyclingpapier und speziellen Aufzeichnungsmedien für die Tintenstrahlaufzeichnung
erzeugt werden können,
sowie ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, mit dem solche Bilder
erhalten werden können.
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Stand der
Technik
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Die
Tintenstrahlaufzeichnung ist ein Verfahren, bei dem eine Tinte über feine
Düsen in
Form von kleinen Tröpfchen
versprüht
wird, um Buchstaben oder Zeichen auf die Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums zu
drucken. Beispiele für
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, die bisher entwickelt und praktisch
angewandt wurden, umfassen: ein Verfahren, bei dem ein elektrisches
Signal unter Verwendung eines piezoelektrischen Elements in ein
mechanisches Signal umgewandelt wird, um eine Tinte, die sich in
einer Düse
eines Tintenstrahldruckkopfes befindet, diskontinuierlich zu versprühen, um
Buchstaben oder Zeichen auf die Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums
zu drucken; und ein Verfahren, bei dem eine Tinte, die sich in einer
Düse eines Tintenstrahldruckkopfes
in unmittelbarer Nähe
der Düsenöffnung befindet,
schnell erwärmt
wird, wobei eine Blase (bubble) erzeugt wird, und die Tinte wird
in Folge der Volumenausdehnung, hervorgerufen durch die Blase, diskontinuierlich
versprüht,
um Buchstaben oder Zeichen auf die Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums zu
drucken.
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Tinten,
die bei der Tintenstrahlaufzeichnung verwendet werden, müssen verschiedenste
Anforderungen erfüllen,
d. h. der Ausdruck muss schnell trocknen, es darf kein Ausbluten
der Tinte in dem Ausdruck auftreten, die Qualität des Ausdruckes darf nicht
von der Art des verwendeten Aufzeichnungsmediums abhängen und,
wenn verschiedene Farben zum Drucken verwendet werden, darf kein
Vermischen der Farben untereinander in dem Ausdruck auftreten. Insbesondere
bei der Verwendung einer Tinte, die auf Papier, das als Aufzeichnungsmedium
verwendet wird, gedruckt wird, muss ein Ausbluten der Tinte oder
ein Vermischen von Farben, hervorgerufen durch eine unterschiedliche
Benetzung der Papieroberfläche
mit den Tinten, insbesondere ein Vermischen an der Grenzfläche zwischen
unmittelbar nebeneinander gedruckten schwarzen und farbigen Tinten,
verhindert werden, und eine verbesserte Bildqualität muss durch
eine verbesserte Farbentwicklung und Fixierung eines Farbstoffes
auf dem Aufzeichnungsmedium erreicht werden. Es ist ebenfalls erforderlich,
dass qualitativ hochwertige Ausdrucke nicht nur auf speziellen Aufzeichnungsmedien
für die
Tintenstrahlaufzeichnung, die bei deren Herstellung für die Verwendung
bei der Tintenstrahlaufzeichnung optimiert wurden, sondern auch
auf Normalpapier, das billig und leicht erhältlich ist, erhalten werden
können.
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Es
wurden bisher verschiedene Tinten für die Tintenstrahlaufzeichnung
vorgeschlagen, die einen Farbstoff als färbenden Bestandteil enthalten
und mit denen qualitativ hochwertige Bilder auf Aufzeichnungspapieren
erzeugt werden können.
Das US Patent Nr. 5183502 beschreibt z. B. die Zugabe von Surfynol
465 (hergestellt von Air Products and Chemicals Inc., USA), ein
oberflächenaktives
Mittel auf der Basis von Acetylenglycol, zu Tinten, die einen Farbstoff
enthalten, und das US Patent Nr. 5196056 beschreibt die Zugabe eines Gemisches
von Diethylenglycolmono-n-butylether und Surfynol 465 zu Tinten,
die einen Farbstoff enthalten.
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Die
Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Nr. 41171/1991
beschreibt die Verwendung einer schwarzen Tinte, die nicht leicht
in ein Aufzeichnungsmedium eindringen kann, in Kombination mit einer Farbtinte,
die leicht in das Aufzeichnungsmedium eindringen kann, um qualitativ
hochwertige Bilder auf Normalpapier zu erzeugen. Die Offenlegungsschrift
der japanischen Patentanmeldung Nr. 128514/1994 beschreibt ein Aufzeichnungsverfahren,
bei dem zuerst eine Flüssigkeit,
die ein wasserlösliches
Harz mit mindestens einer Carboxygruppe oder einem Anhydrid davon
oder einer Sulfonsäuregruppe
auf einem Aufzeichnungsmedium aufgebracht wird, und dann wird eine
Tinte mit einem Farbstoff in dem Bereich des Aufzeichnungsmediums
aufgebracht, in dem die Flüssigkeit
aufgebracht wurde, um qualitativ hochwertige Bilder auf Normalpapier
zu erzeugen. Es wurden ebenfalls viele Tintenzusammensetzungen vorgeschlagen,
die ein Pigment als färbenden
Bestandteil enthalten. Mit den meisten dieser Tinten kann die Be netzung
der Oberfläche eines
Papiers unterdrückt
werden, so dass die Tinten nicht so schnell in das Aufzeichnungsmedium
eindringen können,
wodurch die Druckqualität
verbessert wird, so dass diese Verfahren praktisch angewandt werden konnten.
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Herkömmliche
Tinten, die ein Pigment enthalten, dringen jedoch nur unzureichend
in Papier ein. Deshalb kann bei den Verfahren, bei denen die Benetzung
der Oberfläche
eines Papiers unterdrückt
wird, ein Ausbluten der Tinte oder ein Vermischen der Farben auf
Normalpapier, insbesondere auf Recyclingpapier, auftreten. Deshalb
ist eine lange Zeit erforderlich, um bedruckte Papiere zu trocknen,
so dass ein kontinuierliches Drucken nicht möglich ist. Ein Recyclingpapier
ist ein Material, das Bestandteile verschiedenster Papiere umfasst,
und eine Tinte dringt mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in
die verschiedenen Bestandteile ein. Diese unterschiedlichen Geschwindigkeiten
können
zu einem Ausbluten der Tinte oder zu einem Vermischen der Farben
in den Ausdrucken führen.
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Wenn
eine Tinte mit einem Pigment z. B. auf ein Papier mit einem herkömmlichen
Verleimungsmittel gedruckt wird, verbleibt das Pigment an der Oberfläche des
Papiers, was zu einer unzureichenden Abrieb- bzw. Kratzbeständigkeit
des gedruckten Bildes führt,
wenn die Tinte nicht so modifiziert wird, dass sie ausreichend in
das Aufzeichnungsmedium eindringen kann.
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Aus
den zuvor genannten Gründen
besteht ein Bedarf an einer Pigmenttinte, die gut in ein Aufzeichnungsmedium
eindringen kann, mit der Bilder mit einer hervorragenden Abrieb-
bzw. Kratzbeständigkeit
erzeugt werden können,
die beim kontinuierlichen Hochgeschwindigkeitsdrucken verwendet
werden kann und die zur Erzeugung qualitativ hochwertiger Bilder
verwendet werden kann.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden heraus, dass eine Tintenzusammensetzung
für die Tintenstrahlaufzeichnung
bereitgestellt werden kann, die gut in Aufzeichnungsmedien eindringen
kann, die beim kontinuierlichen Hochgeschwindigkeitsdrucken verwendet
werden kann, die die Erzeugung von Bildern mit einer hohen Bilddichte
auf Normalpapieren und Recyclingpapieren ermöglicht, die zur Erzeugung qualitativ hoch wertiger
Ausdrucke, in denen kein Ausbluten der Tinte und kein Vermischen
von Farben auftritt, verwendet werden kann und die beim Drucken
problemlos verwendet werden kann. Die vorliegende Erfindung wurde auf
der Grundlage dieser Entdeckung gemacht.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung
bereitzustellen, die gut in Aufzeichnungsmedien eindringen kann,
die beim kontinuierlichen Hochgeschwindigkeitsdrucken verwendet
werden kann und die zur Erzeugung qualitativ hochwertiger Ausdrucke
verwendet werden kann.
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Tintenzusammensetzung
für die
Tintenstrahlaufzeichnung, umfassend mindestens ein Pigment, ein
1,2-Alkandiol, Glycerin, ein Derivat eines mehrwertigen Alkohols
und/oder ein oberflächenaktives
Mittel auf der Basis von Acetylenglycol, ein wasserlösliches
organisches Lösungsmittel
und Wasser, wobei die Oberfläche
des Pigments behandelt wurde, so dass das Pigment ohne die Verwendung
eines Dispergiermittels in Wasser dispergiert und/oder gelöst werden
kann, wobei das 1,2-Alkandiol mindestens einen Bestandteil umfasst,
ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus 1,2-Butandiol, 1,2-Pentandiol und
1,2-Hexandiol, und wobei die Oberflächenspannung der Tintenzusammensetzung
nicht mehr als 40 mNm–1 bei 20°C beträgt.
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Ein
anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren.
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Das
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren umfasst das Versprühen von
feinen Tröpfchen
einer Tintenzusammensetzung und das Abscheiden der Tröpfchen auf
einem Aufzeichnungsmedium, um einen Ausdruck zu erzeugen, wobei
das Drucken unter Verwendung einer Tintenzusammensetzung mit einem
Pigment als färbendem
Bestandteil und einer Tintenzusammensetzung mit einem Farbstoff
als färbendem
Bestandteil durchgeführt
wird.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung,
mit der das zuvor beschriebene Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren
durchgeführt
wird.
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Die
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung umfasst eine Transportvorrichtung
für ein
Aufzeichnungsmedium, die das Aufzeichnungsmedium trägt und transportiert;
Vorrichtungen, mit denen eine Tintenzusammensetzung mit einem Pigment
als färbendem
Bestandteil und eine Tintenzusammensetzung mit einem Farbstoff als
färbendem
Bestandteil auf dem Aufzeichnungsmedium abgeschieden werden, um
einen Ausdruck zu erzeugen; und Vorrichtungen für die Tintenstrahlaufzeichnung,
welche die Vorrichtungen zum Abscheiden der Tintenzusammensetzungen
steuern, um einen Ausdruck zu erzeugen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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1 zeigt
eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren
durchgeführt
werden kann, umfassend einen Drucker 1, umfassend ein Aufzeichnungsblatt 2,
das von einer Transportvorrichtung bewegt wird, einen Motor 11 zum
Zuführen
des Aufzeichnungsblattes und eine Führungswalze 12; und
Vorrichtungen für
die Aufzeichnung, umfassend einen Druckkopf 34 zum Versprühen einer
Tintenzusammensetzung mit einem Farbstoff, einen Druckkopf 32 zum
Versprühen
einer Tintenzusammensetzung mit einem Pigment, und Druckköpfe 41 bis 43,
die jeweils eine gelbe, eine magentafarbene und eine cyanfarbene
Tinte versprühen.
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Genaue Beschreibung
der Erfindung
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Tintenzusammensetzung
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Die
Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung ermöglicht die
Erzeugung von Ausdrucken mit hervorragenden Trocknungseigenschaften,
bei denen kein Ausbluten der Tinte und kein Vermischen von Farben
auftritt, kann gleichmäßig auf
die Oberfläche
beliebiger Aufzeichnungsmedien gedruckt werden und ermöglicht eine
hohe Druckdichte, insbesondere eine höhere Dichte der Farbe Schwarz.
Wenn die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung
auf Normalpapiere, Recyclingpapiere, Aufzeichnungsmedien für die Tintenstrahlaufzeichnung
oder Glanzaufzeichnungsmedien gedruckt wird, werden die Farbstoffe
hervorragend fixiert.
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Die
Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann
bei verschiedensten Aufzeichnungsverfahren verwendet werden, bei
denen eine Tintenzusammensetzung verwendet wird. Beispiele für Aufzeichnungsverfahren,
bei denen eine Tintenzusammensetzung verwendet wird, umfassen z.
B. die Tintenstrahlaufzeichnung, Aufzeichnungsverfahren, bei denen
Schreibutensilien, wie z. B. Füllfederhalter, verwendet
werden, sowie verschiedene andere Aufzeichnungsverfahren. Es ist
bevorzugt, dass die erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung bei
einem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren verwendet wird, bei dem
feine Tröpfchen
einer Tintenzusammensetzung versprüht und auf einem Aufzeichnungsmedium
aufgebracht werden, um einen Ausdruck zu erzeugen.
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1,2-Alkandiol
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Es
ist bevorzugt, dass die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden
Erfindung ein 1,2-Alkandiol enthält.
Das 1,2-Alkandiol enthält
4 bis 6 Kohlenstoffatome, und Beispiele für bevorzugte 1,2-Alkandiole
umfassen 1,2-Butandiol, 1,2-Pentandiol und 1,2-Hexandiol. Erfindungsgemäß ist es
bevorzugt, dass eines dieser Alkandiole einzeln verwendet wird oder
dass eine Kombination von zwei oder mehreren dieser Alkandiole verwendet
wird. Die Zugabe eines 1,2-Alkandiols mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen
zu der Tintenzusammensetzung führt
zu einer Verbesserung der Farbentwicklung und verhindert ein Ausbluten
und ein Vermischen von Farben, so dass die Qualität der Ausdrucke
deutlich verbessert wird. Die Zugabe des 1,2-Alkandiols verbessert
weiterhin die Lagerbeständigkeit
bzw. Haltbarkeit der Tintenzusammensetzung, d. h. die Dispersionsstabilität des Pigments,
so dass ein Verstopfen der Düsen
des Tintenstrahldruckkopfes verhindert wird. Die Menge an 1,2-Alkandiol,
die zu der Tintenzusammensetzung gegeben wird, liegt gewöhnlich im
Bereich von etwa 0,5 bis 20 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von etwa
1 bis 15 Gew.-% und besonders bevorzugt im Bereich von etwa 3 bis
10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tintenzusammensetzung.
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Entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird das 1,2-Alkandiol in Kombination
mit Glycerin verwendet. In diesem Fall liegt die zugegebene Gesamtmenge
von Glycerin und 1,2-Alkandiol im Bereich von mehr als 10 Gew.-%
bis weniger als 30 Gew.-% und bevorzugt im Bereich von 15 bis 25
Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tintenzusammensetzung. Wenn
diese Materialien in einer Menge in nerhalb des zuvor angegebenen
Bereiches verwendet werden, kann die Tintenzusammensetzung korrekt versprüht werden,
so dass die Abscheidung der Tintentröpfchen auf dem Aufzeichnungsmedium
korrekt erfolgt.
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Glycerin
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Es
ist bevorzugt, dass die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden
Erfindung Glycerin enthält.
Wenn Glycerin in Kombination mit dem 1,2-Alkandiol verwendet wird,
kann die Dispersionsstabilität des
Pigments verbessert werden, so dass die Düsen des Tintenstrahldruckkopfes
nicht verstopft werden. Die zugegebene Menge an Glycerin liegt gewöhnlich im
Bereich von etwa 0,5 bis 30 Gew.-% und bevorzugt im Bereich von
etwa 5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tintenzusammensetzung.
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Färbender
Bestandteil
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Der
färbende
Bestandteil, der in der Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden
Erfindung enthalten ist, ist ein Pigment. Es können beliebige anorganische
oder organische Pigmente verwendet werden. Beispiele für die anorganischen
Pigmente, die erfindungsgemäß verwendet
werden können,
umfassen, zusätzlich
zu Titanoxid und Eisenoxid, Rußmaterialien,
die unter Anwendung bekannter Verfahren hergestellt wurden, wie
z. B. unter Anwendung von elektrischen Verfahren, Ofenverfahren
oder thermischen Verfahren. Beispiele für die organischen Pigmente,
die erfindungsgemäß verwendet
werden können,
umfassen Azopigmente (einschließlich
Azolackpigmenten, unlöslichen
Azopigmenten, kondensierten Azopigmenten und komplexen Azopigmenten),
polycyclische Pigmente (wie z. B. Phthalocyanin-, Perylen-, Perinon-,
Anthrachinon-, Chinacridon-, Dioxazin-, Thioindigo-, Isoindolinon-
und Chinophthalonpigmente), Farbstoffkomplexe (wie z. B. basische
Farbstoffkomplexe und saure Farbstoffkomplexe), Nitropigmente, Nitrosopigmente
und Anilinschwarz. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird Ruß als Pigment verwendet.
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Entsprechend
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass das Pigment in
Wasser dispergiert und/oder gelöst
werden kann, ohne dass ein Dispergiermittel verwendet wird. Solch
ein Pigment ist ein Pigment, das behandelt wurde, um mindestens
eine funktionelle Gruppe, ausgewählt
aus einer Carbonylgruppe, einer Carb oxygruppe, einer Hydroxygruppe
und einer Sulfonsäuregruppe,
die in Form eines Salzes vorliegen können, an die Oberfläche des
Pigments zu binden, so dass das Pigment in Wasser dispergiert und/oder
gelöst
werden kann, ohne dass ein Dispergiermittel verwendet wird. Genauer
gesagt, oberflächlich
modifizierter Ruß kann
hergestellt werden, indem eine funktionelle Gruppe oder ein Molekül mit einer
funktionellen Gruppe unter Anwendung eines physikalischen Verfahrens,
wie z. B. unter Anwendung eines Vakuumplasmaverfahrens, oder unter
Anwendung eines chemischen Verfahrens (wie z. B. durch Oxidation
mit Hypochlorsäure,
Sulfonsäure
oder dgl.) an die Oberfläche
des Rußmaterials
gebunden wird. Entsprechend der vorliegenden Erfindung können verschiedene
funktionelle Gruppen an die Oberfläche jedes Rußteilchens
gebunden werden. Die Art und die Anzahl der funktionellen Gruppen,
die oberflächlich
an das Pigment gebunden werden, werden z. B. in Abhängigkeit
von der Dispersionsstabilität
der Tinte, der Farbdichte, dem Trocknungsverhalten der Tinte an
den Öffnungen
der Tintenstrahldüsen
und dgl. gewählt.
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Wenn
das Pigment beständig
in Wasser vorliegen kann, ohne dass ein Dispergiermittel verwendet wurde,
wird dieser Zustand als "dispergierter
und/oder gelöster
Zustand" bezeichnet.
Es ist oft schwierig, zwischen einem gelösten Zustand des Materials
und einem dispergierten Zustand des Materials zu unterscheiden.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann jedes Pigment verwendet
werden, vorausgesetzt, dass das Pigment beständig in Wasser vorliegen kann,
ohne dass ein Dispergiermittel verwendet wurde, unabhängig davon,
ob das Pigment in dispergierter Form oder in gelöster Form vorliegt. In dieser
Beschreibung wird ein Pigment, das beständig in Wasser vorliegen kann,
ohne dass ein Dispergiermittel verwendet wurde, als "wasserlösliches
Pigment" bezeichnet.
Der Ausdruck "wasserlösliches
Pigment" umfasst
somit auch Pigmente, die in Wasser in dispergierter Form vorliegen.
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Entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung liegt der mittlere Teilchendurchmesser
des Pigments im Bereich von 50 bis 200 nm.
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Die
Menge an Pigment, die zu der Tintenzusammensetzung gegeben wird,
wird so gewählt,
dass eine ausreichende Bilddichte erhalten wird. Die zugegebene
Menge an Pigment liegt bevorzugt im Bereich von etwa 0,5 bis 15
Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tintenzusammensetzung. Wenn
die zugegebene Menge an Pigment in diesem Be reich liegt, werden
eine zufriedenstellende Bilddichte des Ausdruckes, eine zufriedenstellende
Kratzbeständigkeit
bzw. Abriebbeständigkeit
des Ausdruckes sowie eine zufriedenstellende Trocknungszeit der
Tinte auf Normalpapier erzielt, ein kurz- oder langfristiges Verstopfen
der Tintenstrahldüsen
des Druckkopfes wird verhindert und die Haltbarkeit bzw. Lagerbeständigkeit
der Tinte sowie andere Eigenschaften werden verbessert.
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Derivat eines mehrwertigen
Alkohols und/oder oberflächenaktives
Mittel auf der Basis von Acetylenglycol
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Tintenzusammensetzung
ein Derivat eines mehrwertigen Alkohols und/oder ein oberflächenaktives
Mittel auf der Basis von Acetylenglycol enthält. Das Derivat eines mehrwertigen
Alkohols und/oder das oberflächenaktive
Mittel auf der Basis von Acetylenglycol werden zugegeben, damit
die Tintenzusammensetzung schnell trocknet. Im Hinblick auf ein
Ausbluten und Vermischen von Farben in dem Ausdruck wirken diese
Bestandteile als Mittel, die das Eindringen der Tinte in das Aufzeichnungsmedium
unterstützen.
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Beispiele
für bevorzugte
Derivate von mehrwertigen Alkoholen umfassen Diethylenglycolmono-n-butylether,
Triethylenglycolmono-n-butylether, Propylenglycolmono-n-butylether und Dipropylenglycolmono-n-butylether.
Diese Derivate können
einzeln oder in Form eines Gemisches von zwei oder mehreren Derivaten
verwendet werden. Die Menge an Derivat eines mehrwertigen Alkohols,
die zugegeben wird, liegt gewöhnlich
im Bereich von etwa 3 bis 30 Gew.-% und bevorzugt im Bereich von
etwa 5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tintenzusammensetzung.
Wenn das Derivat eines mehrwertigen Alkohols in einer Menge von
nicht weniger als 3 Gew.-% zugegeben wird, dringt die Tinte besser
in das Aufzeichnungsmedium ein und ein Ausbluten und Vermischen
von Farben in dem Ausdruck werden verhindert. Wenn das Derivat eines
mehrwertigen Alkohols in einer Menge von weniger als 30 Gew.-% zugegeben
wird, trocknet die Tinte schnell und ein Ausbluten und Vermischen
von Farben in dem Ausdruck kann verhindert werden.
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Beispiele
für bevorzugte
oberflächenaktive
Mittel auf der Basis von Acetylenglycol, die erfindungsgemäß verwendet
werden können,
umfassen die Verbindungen, die durch die Formel (I) dargestellt
werden:
worin 0 ≤ m + n ≤ 50; und R
1,
R
2, R
3 und R
4 bedeuten jeweils unabhängig voneinander eine Alkylgruppe.
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Beispiele
für besonders
bevorzugte Verbindungen, die durch die Formel (I) dargestellt werden,
umfassen z. B. 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decin-4,7-diol, 3,6-Dimethyl-4-octin-3,6-diol und 3,5-Dimethyl-1-hexin-3-ol. Verbindungen,
die durch die Formel (I) dargestellt werden und die handelsüblich erhältlich sind,
können
ebenfalls verwendet werden. Spezifische Beispiele dafür umfassen
Surfynol 104, Surfynol 82, Surfynol 465, Surfynol 485 und Surfynol
TG (alle erhältlich
von Air Products and Chemicals Inc.). Von diesen handelsüblich erhältlichen
Produkten werden Surfynol 465, Surfynol 104 und Surfynol TG besonders
bevorzugt verwendet. Die Menge an oberflächenaktivem Mittel auf der
Basis von Acetylenglycol wird im Hinblick auf die Menge anderer wasserlöslicher
orgarüscher
Lösungsmittel
und oberflächenaktiver
Mittel, die zugegeben werden, geeignet gewählt. Entsprechend einer bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung liegt die zugegebene Menge an oberflächenaktivem
Mittel auf der Basis von Acetylenglycol im Bereich von etwa 0,1
bis 3 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von etwa 0,5 bis 1,5
Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tintenzusammensetzung. Wenn
das oberflächenaktive
Mittel auf der Basis von Acetylenglycol in einer Menge von nicht
weniger als 0,1 Gew.-% zugegeben wird, wird die Qualität des Ausdruckes
verbessert. Wenn das oberflächenaktive Mittel
auf der Basis von Acetylenglycol in einer Menge von weniger als
3 Gew.-% zugegeben wird, wird eine Niederschagsbildung in der Tinte
innerhalb der Tintenstrahldüsen
verhindert, so dass das Drucken korrekt durchgeführt werden kann.
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Einige
oberflächenaktive
Mittel auf der Basis von Acetylenglycol, wie z. B. Surfynol 104
und Surfynol TG, haben auf Grund des geringen HLB-Wertes eine geringe
Löslichkeit
in Wasser. Die Löslichkeit
kann verbessert werden, wenn ein Glycolether, eine Glycolverbindung,
ein oberflächenaktives
Mittel oder dgl. zu der Tintenzusammensetzung gegeben wird.
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Wasserlösliches
organisches Lösungsmittel
und Wasser
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Die
Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung enthält ein wasserlösliches
organisches Lösungsmittel
und Wasser als wesentliche Lösungsmittel.
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Spezifische
Beispiele für
die wasserlöslichen
organischen Lösungsmittel,
die entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen
Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Tetraethylenglycol,
Propylenglycol, Dipropylenglycol, Tripropylenglycol, Polyethylenglycol
mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 2000, 1,3-Propylenglycol,
Isopropylenglycol, Isobutylenglycol, 1,4-Butandiol, 1,3-Butandiol,
1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Mesoerythritol und Pentaerythritol.
Diethylenglycol und Thiodiglycol werden bevorzugt verwendet. Diese
wasserlöslichen
organischen Lösungsmittel
verbessern die Löslichkeit
der anderen Bestandteile, die in der Tintenzusammensetzung enthalten
sind, unterstützen
das Eindringen der Tintenzusammensetzung in ein Aufzeichnungsmedium,
wie z. B. Papier, und verhindern, dass die Düsen des Tintenstrahldruckkopfes
verstopfen. Die Menge an wasserlöslichem
organischen Lösungsmittel,
die zugegeben wird, wird geeignet gewählt. Die Menge an zugegebenem
wasserlöslichen
organischen Lösungsmittel liegt
bevorzugt im Bereich von etwa 1 bis 30 Gew.-% und besonders bevorzugt
im Bereich von 5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tintenzusammensetzung.
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Triethanolamin/Einstellung
des pH-Wertes
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Entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält
die erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung
Triethanolamin. Durch die Zugabe des Triethanolamins kann der pH-Wert der
Tintenzusammensetzung auf einen geeigneten Wert innerhalb des alkalischen
Bereiches eingestellt werden, und zusätzlich führt die Zugabe des Triethanolamins
dazu, dass Feuchtigkeit gebunden wird, so dass die Düsen des
Tintenstrahldruckkopfes nicht verstopfen. Die Menge an Triethanolamin
wird geeignet gewählt
und liegt bevorzugt im Bereich von etwa 0,1 bis 3 Gew.-%.
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Der
pH-Wert der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung
wird bevorzugt auf einen Wert im Bereich von 7 bis 11 und besonders
bevorzugt auf einen Wert im Bereich von 7,5 bis 9,5 eingestellt.
Wenn der pH-Wert innerhalb des zuvor beschriebenen Bereiches liegt,
können
das Pigment und gegebenenfalls eine Harzemulsion, die im Folgenden
beschrieben wird, beständig
in der Tintenzusammensetzung vorliegen. Der pH-Wert kann durch Zugabe
von Triethanolamin oder durch Zugabe eines geeigneten alkalischen
Mittels (z. B. ein organisches alkalisches Mittel, Ammoniak oder
ein Alkalimetallsalz) eingestellt werden. Ein bevorzugtes alkalisches
Mittel ist Kaliumhydroxid. Es ist besonders bevorzugt, dass der
pH-Wert durch Zugabe von Triethanolamin in Kombination mit Kaliumhydroxid
eingestellt wird. Wenn Triethanolamin in Kombination mit Kaliumhydroxid
verwendet wird, liegt die zugegebene Menge an Kaliumhydroxid bevorzugt
im Bereich von etwa 0,01 bis 0,2 Gew.-%.
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Wasserlösliche Emulsion
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Entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält
die erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung
eine wasserlösliche
Emulsion. Die Zugabe der wasserlöslichen
Emulsion führt
zu einer Verbesserung der Fixierung und der Abrieb- bzw. Kratzbeständigkeit
der Ausdrucke. Es ist bevorzugt, dass die wasserlösliche Emulsion
Wasser als kontinuierliche Phase und einen, zwei oder mehrere Bestandteile,
ausgewählt
aus Acrylharzen, Methacrylharzen, Styrolharzen, Urethanharzen, Acrylamidharzen
und Epoxyharzen, als dispergierte Phase enthält. Die dispergierte Phase
umfasst bevorzugt ein Harz, das im Wesentlichen aus Acrylsäure und/oder
Methacrylsäure
hergestellt wurde. Diese Harze können
verschiedenste Copolymere umfassen, wie z. B. Blockcopolymere und
statistische Copolymere. Die wasserlösliche Emulsion, die in der
erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung
verwendet werden kann, zeichnet sich bevorzugt durch filmbildende
Eigenschaften aus, besonders bevorzugt durch eine minimale Filmbildungstemperatur
im Bereich von Raumtemperatur oder da runter, ganz besonders bevorzugt
im Bereich von 0 bis 20°C.
Wenn die minimale Filmbildungstemperatur innerhalb des zuvor genannten
Temperaturbereiches liegt, kann die Stabilität der Tinte verbessert werden
und der bedruckte Bereich trocknet schneller.
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Entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung liegt der Harzbestandteil in der wasserlöslichen
Emulsion in Form von Harzteilchen mit einer Kern/Schale-Struktur
vor, umfassend einen Kern und eine Schale, die den Kern umgibt.
Es kann z. B. eine Struktur verwendet werden, in der ein Harzbestandteil,
der das Trocknen des Ausdruckes und das Fixieren der Tinte unterstützt, in
den Kern eingebracht wird, und ein Harzbestandteil, der ermöglicht,
dass die Harzteilchen beständig
in der Tintenzusammensetzung vorliegen können, wird in die Schale eingebracht.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird der Kern aus einem Harz mit einer vernetzten Struktur
hergestellt.
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Beispiele
für die
Materialien, die zur Herstellung des Kerns verwendet werden können, umfassen
Styrol, Tetrahydrofurturylacrylat, Butylmethacrylat, (α, 2, 3 oder
4)-Alkylstyrole, (α,
2, 3 oder 4)-Alkoxystyrole, 3,4-Dimethylstyrol, α-Phenylstyrol, Divinylbenzol,
Vinylnaphthalin, Dimethylamino(meth)acrylat, Dimethylaminoethyl(meth)acrylat,
Dimethylaminopropylacrylamid, N,N-Dimethylaminoethylacrylat, Acryloylmorpholin, N,N-Dimethylacrylamid,
N-Isopropylacrylamid, N,N-Diethylacrylamid, Methyl(meth)acrylat,
Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Ethylhexyl(meth)acrylat
und andere Alkyl(meth)acrylate, Methoxydiethylenglycol(meth)acrylat,
(Meth)acrylate eines Ethyl-, Propyl- oder Butylesters von Diethylenglycol
oder Polyethylenglycol, Cyclohexyl(meth)acrylat, Benzyl(meth)acrylat,
Phenoxyethyl(meth)acrylat, Isobornyl(meth)acrylat, Hydroxyalkyl(meth)acrylate,
Fluor, Chlor oder Silicium enthaltende (Meth)acrylate, (Meth)acrylamid
und Maleinsäureamid.
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Wenn
zusätzlich
zu der zuvor genannten (Meth)acrylsäure eine vernetzte Struktur
eingebracht werden soll, können
z. B. (Mono, Di, Tri, Tetra oder Poly)ethylenglycoldi(meth)acrylat,
(Meth)acrylate von 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol,
1,8-Octandiol, 1,10-Decandiol und dgl., Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Glycerin(di
oder tri)(meth)acrylat, ein Di(meth)acrylat eines Ethylenoxidaddukts
von Bisphenol A oder F, Neopentylglycoldi(meth)acrylat, Pentaerythritoltetra(meth)acrylat
oder Dipentaerythritolhexa(meth)acrylat verwendet werden.
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Für die Herstellung
der Schale können
die gleichen Materialien verwendet werden, die zur Herstellung des
Kerns verwendet werden.
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Beispiele
für die
Emulgatoren, die bei der Herstellung der zuvor beschriebenen feinen
Polymerteilchen verwendet werden können, umfassen Natriumlaurylsulfat,
Kaliumlaurylsulfat, anionische oberflächenaktive Mittel, nichtionische
oberflächenaktive
Mittel und amphotere oberflächenaktive
Mittel, die gewöhnlich
für diesen
Zweck verwendet werden.
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Beispiele
für Polymerisationsinitiatoren,
die erfindungsgemäß verwendet
werden können,
umfassen Kaliumpersulfat, Ammoniumpersulfat, Wasserstoffpersulfat,
Azobisisobutyronitril, Benzoylperoxid, Dibutylperoxid, Peressigsäure, Cumenhydroperoxid,
t-Butylhydroxyperoxid
und p-Menthanhydroxyperoxid.
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Beispiele
für Kettenübertragungsmittel,
die erfindungsgemäß bei der
Polymerisation verwendet werden können, umfassen t-Dodecylmercaptan,
n-Dodecylmercaptan, n-Octylmercaptan,
Xanthogenverbindungen, wie z. B. Dimethylxanthogendisulfid oder
Diisobutylxanthogendisulfid, Dipenten, Inden, 1,4-Cyclohexadien,
Dihydrofuran und Xanthen.
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Entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird der Kern aus einem Epoxyharz oder
einem Urethanharz hergestellt, bevorzugt aus einem Harz mit einer
vernetzten Struktur. Entsprechend einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird der Kern aus einem Acrylsäureharz
und/oder einem Methacrylsäureharz
hergestellt, bevorzugt aus einem Harz mit einer vernetzten Struktur.
Es ist bevorzugt, dass die Schale Carboxygruppen an der Oberfläche umfasst,
abgeleitet von Acryloylgruppen und/oder Methacryloylgruppen. Es
ist weiterhin bevorzugt, dass die funktionellen Gruppen an der Oberfläche der
Schale mit einem Ammoniumsalz, einem Aminsalz und/oder einem Amidsalz
oder einem anderen organischen alkalischen Mittel behandelt wurden,
so dass die Harzteilchen beständig
in der Tintenzusammensetzung vorliegen können.
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Entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beträgt
das Molekulargewicht der wasserlöslichen
Emulsion bevorzugt nicht weniger als 1000, und das Molekulargewicht
liegt besonders bevorzugt im Bereich von etwa 10000 bis 100000.
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Die
wasserlösliche
Emulsion, die erfindungsgemäß verwendet
wird, kann ein handelsüblich
erhältliches
Produkt sein, und ein Beispiel für
solche Produkte ist Z116, hergestellt von Mitsui Toatsu Chemicals,
Inc.
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Die
Menge an wasserlöslicher
Emulsion, die zugegeben wird, kann geeignet gewählt werden. Die Menge an wasserlöslicher
Emulsion liegt bevorzugt im Bereich von etwa 0,5 bis 10 Gew.-% und
besonders bevorzugt im Bereich von etwa 3 bis 5 Gew.-%.
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Andere Bestandteile, die
wahlweise verwendet werden können
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Die
Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann,
zusätzlich
zu den zuvor beschriebenen Bestandteilen, weitere Bestandteile enthalten.
Beispiele für
solche Bestandteile, die erfindungsgemäß verwendet werden können, umfassen
Mittel, die ein Verstopfen der Tintenstrahldüsen verhindern, Konservierungsmittel,
Antioxidationsmittel, Mittel zum Einstellen der elektrischen Leitfähigkeit,
Mittel zum Einstellen des pH-Wertes, Mittel zum Einstellen der Viskosität, Mittel
zum Einstellen der Oberflächenspannung sowie
Mittel, die Sauerstoff absorbieren. Natriumbenzoat, Pentachlorphenolnatrium,
2-Pyridinthiol-1-oxidnatrium, Natriumsorbat, Natriumdehydroacetat
und 1,2-Dibenzothiazolin-3-on
(Proxel CRL, Proxel BDN, Proxel GXL, Proxel XL-2 und Proxel TN,
hergestellt von ICI) können
als Konservierungsmittel oder Antischimmelmittel in der erfindungsgemäßen Tinte
verwendet werden.
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Oberflächenspannung
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Die
Oberflächenspannung
der Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung
beträgt
bevorzugt nicht mehr als 40 mNm–1 und
besonders bevorzugt nicht mehr als 40 mNm–1.
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Wenn
die Oberflächenspannung
der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung
innerhalb des zuvor angegebenen Bereiches liegt, wird das Eindringen
der Tintenzusammensetzung in Papier erleichtert und die Materialien,
aus denen der Tintenstrahldruckkopf besteht, können mit der Tinte ausreichend
benetzt werden. Folglich kann ein qualitativ hochwertiger Ausdruck
erzeugt werden und das Drucken kann zuverlässig durchgeführt werden.
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Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren,
bei dem zwei Tintenzusammensetzungen und eine Aufzeichnungsvorrichtung
verwendet werden
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Ein
anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren,
bei dem zwei Tintenzusammensetzungen verwendet werden. Das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren
entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst das Drucken, wobei
eine Tintenzusammensetzung mit einem Pigment als färbendem
Bestandteil und eine Tintenzusammensetzung mit einem Farbstoff als
färbendem
Bestandteil verwendet werden.
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Bei
dem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren entsprechend der vorliegenden
Erfindung kann die Reihenfolge, in der die Tintenzusammensetzung
mit einem Pigment als färbendem
Bestandteil und die Tintenzusammensetzung mit einem Farbstoff als
färbendem
Bestandteil auf ein Aufzeichnungsmedium gedruckt werden, geeignet
entsprechend dem verwendeten Aufzeichnungsmedium gewählt werden.
Es kann ebenfalls ein Verfahren angewandt werden, bei dem die Tintenzusammensetzung
mit einem Pigment als färbendem
Bestandteil und die Tintenzusammensetzung mit einem Farbstoff als
färbendem
Bestandteil übereinander
auf dem Aufzeichnungsmedium aufgebracht werden.
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Die
Verwendung der Tintenzusammensetzung, die einen Farbstoff als färbenden
Bestandteil enthält, ermöglicht die
Erzeugung qualitativ hochwertiger Bilder auf speziellen Aufzeichnungsmedien
für die
Tintenstrahlaufzeichnung. Erfindungsgemäß wird die Farbentwicklung
eines schwarzen Bildes auf Normalpapier hauptsächlich durch die Verwendung
einer schwarzen Tintenzusammensetzung erreicht, die ein Pigment
als färbenden
Bestandteil enthält.
Deshalb kann die Farbstoffkonzentration in der schwarzen Tintenzusammensetzung,
die einen Farbstoff enthält,
beim Drucken auf Normalpapier relativ gering sein.
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Wenn
das Drucken auf Normalpapier durchgeführt wird, wird die Tintenzusammensetzung
mit dem Farbstoff vor oder nach der Tintenzusammensetzung mit dem
Pigment auf das Aufzeichnungsmedium gedruckt. Wenn diese beiden
Tintenzusammensetzungen miteinander in Kontakt kommen, kann ein
Koagulieren oder Verdicken der Tintenzusammensetzung mit dem Pigment
ein Ausbluten und Vermischen von Farben verhindern, so dass qualitativ
hochwertige Bilder erhalten werden. Wenn diese beiden Tintenzusammensetzungen übereinander
auf Normalpapiere gedruckt werden, können Bilder mit einer hohen
Druckdichte erhalten werden. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird die Tintenzusammensetzung mit einem
Farbstoff als färbendem
Bestandteil zuerst zum Drucken verwendet, und danach wird die Tintenzusammensetzung
mit einem Pigment als färbendem
Bestandteil zum Drucken verwendet. Entsprechend einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung können
schwarze Halbtonbilder erzeugt werden, wenn eine schwarze Tintenzusammensetzung
mit einem Pigment als färbendem
Bestandteil und eine schwarze Tintenzusammensetzung mit einem Farbstoff
als färbendem
Bestandteil verwendet werden. Genauer gesagt, zur Erzeugung des
Bereiches mit einer geringen Schwarzdichte wird nur die schwarze
Tintenzusammensetzung verwendet, die einen Farbstoff als färbenden
Bestandteil enthält,
und zur Erzeugung des Bereiches mit einer hohen Schwarzdichte werden
die beiden Tintenzusammensetzungen übereinandergedruckt. Auf diese
Weise können
qualitativ hochwertige Ausdrucke erzeugt werden, insbesondere Ausdrucke
mit Druckqualität,
vergleichbar mit der Qualität
von photographischen Bildern. In diesem Zusammenhang ist es selbstverständlich,
dass zusätzlich
eine Farbtinte verwendet werden kann, um ein Farbbild auf Normalpapier
zu erzeugen. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird die erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung
mit einem Pigment als färbendem
Bestandteil als schwarze Tintenzusammensetzung in Kombination mit
der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung
verwendet, die einen Farbstoff enthält (z. B. eine gelbe, eine
magentafarbene oder eine cyanfarbene Tinte), die als Farbtinte verwendet
wird.
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Entsprechend
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird die erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung
mit einem Farbstoff als Farbtinte in Kombination mit der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung
mit einem Pigment als färbendem
Bestandteil, die als Farbtintenzusammensetzung verwendet wird, verwendet, wobei
die Farbtintenzusammensetzung einen Bestandteil enthält, der
ein Koagulieren oder Verdicken der Tintenzusammensetzung mit einem
Pigment verursacht. Entsprechend dieser Ausführungsform kann ein Vermischen
zwischen gedruckten schwarzen und farbigen Tinten effektiv verhindert
werden.
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Eine
Vorrichtung für
die Durchführung
des erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsverfahrens wird
im Folgenden an Hand der beiliegenden Zeichnung beschrieben. 1 zeigt
eine bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung.
Ein Aufzeichnungsmedium 2 wird in einen Drucker 1 eingebracht.
Der Drucker 1 umfasst einen Motor 11 zum Zuführen des
Aufzeichnungsmediums und eine Führungswalze 12,
die mit dem Motor 11 verbunden ist und die ein Aufzeichnungsmedium 2 zuführt, wobei
die Führungswalze 12 das
Aufzeichnungsmedium 2 trägt und in Richtung des Pfeils
A befördert. Der
Drucker 1 umfasst weiterhin einen Wagen 21, der
einen Behälter 31 für die Tintenzusammensetzung
mit einem Pigment, einen Druckkopf 32, der die Tintenzusammensetzung
mit einem Pigment versprüht,
einen Behälter 33 für die Tintenzusammensetzung
mit einem Farbstoff, einen Druckkopf 34, der die Tintenzusammensetzung
mit einem Farbstoff versprüht,
einen Behälter 40 für eine gelbe
Tinte, eine magentafarbene Tinte und eine cyanfarbene Tinte, und
Druckköpfe 41, 42 und 43,
die die gelbe Tinte, die magentafarbene Tinte und die cyanfarbene
Tinte versprühen,
trägt.
Der Wagen 21 gleitet auf einer Führungsschiene 13,
die parallel zur Führungswalze 12 angeordnet
ist, und wird in Richtung des Pfeils B vor und zurück bewegt.
Der Wagen 21 wird von einem Antriebsriemen 22 angetrieben,
der auf einem Motor 23 und einem Führungsrad 24 aufliegt.
Die Rotation des Motors 23 bewegt den Wagen 21 vor
und zurück.
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Entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst der Drucker 1 weiterhin
einen Sensor 51, der ermittelt, ob das Aufzeichnungsmedium 2 ein
Normalpapier, ein Recyclingpapier oder ein spezielles Aufzeichnungsmedium
für die
Tintenstrahlaufzeichnung (z. B. ein Aufzeichnungsmedium mit einer
Glanzschicht und/oder einer Tinte aufnehmenden Schicht) ist. Der
Motor 11, der Motor 23, die Druckköpfe 32, 34, 41, 42 und 43 und
der Sensor 51 sind mit einer Kontrollvorrichtung 60 verbunden
und werden durch diese angesteuert.
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Wenn
in dem Drucker 1 die Kontrollvorrichtung 60 vom
Sensor 51 ein Signal erhält, welches angibt, dass das
Aufzeichnungsmedium 2 ein spezielles Aufzeichnungsmedium
für die
Tintenstrahlaufzeichnung ist, wird die Tintenzusammensetzung mit
einem Farbstoff vom Druckkopf 34 versprüht, gegebenenfalls zusammen mit
gelben, magentafarbenen und cyanfarbenen Tinten, die von den Druckköpfen 41, 42 und 43 versprüht werden.
In diesem Fall ist der Druckkopf 32 zum Versprühen der
Tintenzusammensetzung mit einem Pigment inaktiv. Wenn andererseits
die Kontrollvorrichtung 60 vom Sensor 51 ein Signal
erhält,
welches angibt, dass das Aufzeichnungsmedium 2 ein Normalpapier
ist, wird die Tintenzusammensetzung mit einem Farbstoff vom Druckkopf 34 versprüht, während die
Tintenzusammensetzung mit einem Pigment vom Druckkopf 32 versprüht wird,
so dass die beiden Tintenzusammensetzungen übereinander auf dem Aufzeichnungsmedium
aufgebracht werden. In diesem Fall können gleichzeitig gelbe, magentafarbene
und cyanfarbene Tinten von den Druckköpfen 41, 42 und 43 versprüht werden,
so dass ein farbiger Ausdruck erhalten wird. Mit der Aufzeichnungsvorrichtung
entsprechend der vorliegenden Erfindung können die Bedingungen während des
Druckens in Abhängigkeit
von dem verwendeten Aufzeichnungsmedium und der beabsichtigten Verwendung
des Ausdruckes geeignet gewählt
werden. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die
zuvor beschriebene Aufzeichnungsvorrichtung nur eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung
ist und dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform
beschränkt
ist.
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Wenn
eine Tinte mit einem relativ hohen Feststoffgehalt, wie z. B. eine
Tinte, die ein Pigment als färbenden
Bestandteil enthält,
längere
Zeit in einer Tintenstrahldüse
verbleibt, ohne dass gedruckt wird, kann sie in der Nähe der Austrittsöffnung der
Düse austrocknen,
so dass sie verdickt, wodurch die Flugbahn der Tintentröpfchen abgelenkt
wird. In diesem Fall kann die Tinte leicht hin- und herbewegt werden,
wodurch die Tinte in Bewegung gebracht wird, so dass die Tinte wieder über die
Düse versprüht werden
kann; es muss jedoch darauf geachtet werden, dass die Tinte beim
Hin- und Herbewegen der Tinte nicht aus der Düsenöffnung austritt. Ein Auslaufen
der Tinte aus der Düse
kann verhindert werden, wenn die zuvor beschriebene Prozedur unter
Verwendung einer Vorrichtung durchgeführt wird, die einen Druck erzeugt.
Es wird bevorzugt ein piezoelektrisches Element, das auch zum Versprühen der
Tinte verwendet wird, als Vorrichtung, die einen Druck erzeugt,
verwendet, da diese Vorrichtung leicht angesteuert werden kann.
Wenn die Tinte unter Verwendung eines piezoelektrischen Elements
ver sprüht
wird, kann der Gehalt an Pigment in der Tinte erhöht werden,
so dass mit einer Pigmenttinte eine hohe Farbdichte erzielt werden
kann, und gleichzeitig kann die Tinte kontinuierlich versprüht werden.
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Die
Prozedur, bei der die Tinte in der Nähe der Austrittsöffnungen
der Tintenstrahldüsen
in einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung leicht bewegt wird,
ist insbesondere dann effektiv, wenn eine Tintenzusammensetzung
mit einem Pigmentgehalt im Bereich von etwa 5 bis 15 Gew.-% und
besonders bevorzugt etwa 7 bis 10 Gew.-% verwendet wird.
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Die
Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann
in einen Behälter
gefüllt werden,
dessen Innenraum einen Polyurethanschaum umfasst, so dass die Tinte
in Kontakt mit dem Polyurethanschaum kommt. In diesem Fall werden
die Glycoletherverbindungen, die entsprechend der vorliegenden Erfindung
bevorzugt verwendet werden, und das oberflächenaktive Mittel auf der Basis
von Acetylenglycol, das entsprechend der vorliegenden Erfindung
verwendet wird, an dem Polyurethanschaum adsorbiert. Deshalb sollten
diese Bestandteile in einer überschüssigen Menge
zu der Tintenzusammensetzung gegeben werden, da ein Teil dieser
Materialien adsorbiert wird. Der Polyurethanschaum erzeugt einen
negativen Druck bzw. Unterdruck, wenn die Tintenzusammensetzung
entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und er wird
nicht durch die Bestandteile zersetzt, die in der erfindungsgemäßen Tinte
enthalten sind; der Polyurethanschaum erzeugt auch keine Niederschläge bzw.
Ablagerungen, die zu einem Verstopfen der Tintenstrahldüsen führen würden. Es
ist bevorzugt, dass ein Polyurethanschaum verwendet wird, der keinen
Härtungskatalysator,
umfassend ein Metallsalz oder ein kationisches Material, enthält. Genauer
gesagt, die Verwendung eines Polyurethanschaums, hergestellt aus
einem mehrwertigen Isocyanat, wie z. B. Toluylendiisocyanat oder m-Xyloldiisocyanat,
und einem Material mit einer Vielzahl von Hydroxygruppen, wie z.
B. einer Glycolverbindung mit einem mittleren Molekulargewicht im
Bereich von etwa 300 bis 3000, wie z. B. Polypropylenglycol oder
Polyethylenglycol, Glycerin, Pentaerythritol, Dipentaerythritol,
Neopentylglycol, Propylenglycol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol oder
1,5-Pentandiol, ist im Hinblick auf die Gewährleistung eines negativen
Druckes auf Grund der Formbeständigkeit
des Schaums und der chemischen Beständigkeit bevorzugt.
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Tintenzusammensetzung,
die ein Pigment enthält
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Entsprechend
dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren,
bei dem zwei Tintenzusammensetzungen verwendet werden, wird eine
Tintenzusammensetzung verwendet, die ein Pigment als färbenden
Bestandteil enthält.
Es ist bevorzugt, dass diese Tintenzusammensetzung, die ein Pigment
enthält,
der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung
entspricht, die zuvor beschrieben wurde. Die Tintenzusammensetzung
mit einem Pigment kann auf die gleiche Art und Weise wie die Tintenzusammensetzung
entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellt werden.
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Tintenzusammensetzung,
die einen Farbstoff enthält
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Entsprechend
dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren,
bei dem zwei Tintenzusammensetzungen verwendet werden, wird eine
Tintenzusammensetzung verwendet, die einen Farbstoff als färbenden
Bestandteil enthält.
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Farbstoff
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Der
Farbstoff, der entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet
wird, ist nicht auf bestimmte Farbstoffe beschränkt. Beispiele für bevorzugte
Farbstoffe, die erfindungsgemäß verwendet
werden können, umfassen
wasserlösliche
Säurefarbstoffe,
Direktfarbstoffe, basische Farbstoffe und Reaktivfarbstoffe, die
im COLOR INDEX aufgeführt
sind. Die zweite Tintenzusammensetzung, die erfindungsgemäß verwendet
wird, kann eine schwarze Tinte, eine Farbtinte oder eine Tinte,
die beide Funktionen erfüllt,
sein. Die zugegebene Menge an Farbstoff ist nicht auf bestimmte
Mengen beschränkt,
und die zugegebene Menge an Farbstoff liegt bevorzugt im Bereich
von etwa 0,1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tintenzusammensetzung.
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Bestandteile, die die
Tintenzusammensetzung koagulieren oder verdicken
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Entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält
die Tintenzusammensetzung mit einem Farbstoff einen Bestandteil,
der die Tintenzusammensetzung mit einem Pigment agglomerieren oder
verdicken kann. Beispiele für
Bestandteile, die die Tintenzusammensetzung mit einem Pigment agglomerieren
oder verdicken können,
umfassen kationische Materialien, organische Salze und anorganische
Salze. Beispiele für
kationische Materialien, die erfindungsgemäß verwendet werden können, umfassen
Verbindungen mit einer primären,
sekundären,
tertiären
oder quatemären
Amin-, Ammonium-, Phosphor- oder Phosphoniumstruktur. Spezifische
Beispiele für
organische Salze, die erfindungsgemäß verwendet werden können, umfassen
Polyallylaminsalze und Polyethyleniminsalze. Spezifische Beispiele
für anorganische
Salze, die erfindungsgemäß verwendet
werden können,
umfassen Salze, die Ionen von Alkalimetallen, Erdalkalimetallen,
Aluminium, Zink, Chrom, Kupfer, Nickel oder Eisen als Kationen enthalten.
Die Menge dieser Bestandteile, die zugegeben werden können, kann
geeignet gewählt
werden. Die Menge an Bestandteilen, die zugegeben werden können, liegt
jedoch bevorzugt im Bereich von etwa 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf
das Gewicht der Tintenzusammensetzung.
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Glycolether
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Entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält
die Tintenzusammensetzung mit einem Farbstoff als färbendem
Bestandteil weiterhin einen Glycolether. Die Zugabe eines Glycolethers
führt dazu,
dass die Tintenzusammensetzung besser in das Aufzeichnungsmedium
eindringen kann und dass ein Bedrucken verschiedenster Aufzeichnungsmedien
möglich
ist, ohne dass ein Ausbluten oder ein Vermischen von Farben auftritt.
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Beispiele
für Glycolether,
die erfindungsgemäß verwendet
werden können,
umfassen Diethylenglycolmono-n-butylether, Triethylenglycolmono-n-butylether,
Propylenglycolmono-n-butylether, Dipropylenglycolmono-n-butylether
und Gemische aus zwei oder mehreren dieser Bestandteile. Die Menge
an zugegebenem Glycolether ist nicht auf bestimmte Mengen beschränkt und
liegt bevorzugt im Bereich von etwa 3 bis 30 Gew.-% und besonders
bevorzugt im Bereich von etwa 5 bis 10 Gew.-%. Einige Glycolether
zeichnen sich durch eine geringe Wasserlöslichkeit aus. Deshalb ist
es bevorzugt, andere gut wasserlösliche
Glycolether, Diole oder Glycole, wie z. B. Thiodiglycol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol
oder Propylenglycol, oder ein oberflächenaktives Mittel zuzugeben,
um die Löslichkeit
zu verbessern.
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Oberflächenaktives
Mittel auf der Basis von Acetylenglycol
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Entsprechend
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält
die Tintenzusammensetzung mit einem Farbstoff als färbendem
Bestandteil weiterhin ein oberflächenaktives
Mittel auf der Basis von Acetylenglycol. Die Zugabe eines oberflächenaktiven
Mittels vom Acetylenglycol-Typ führt dazu,
dass die Tintenzusammensetzung besser in das Aufzeichnungsmedium
eindringen kann und dass ein Bedrucken verschiedenster Aufzeichnungsmedien
möglich
ist, ohne dass ein Ausbluten oder ein Vermischen von Farben auftritt.
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Beispiele
für bevorzugte
oberflächenaktive
Mittel auf der Basis von Acetylenglycol, die erfindungsgemäß verwendet
werden können,
umfassen die Verbindungen, die durch die folgende Formel (I) dargestellt
werden:
worin 0 ≤ m + n ≤ 50, und R
1,
R
2, R
3 und R
4 bedeuten jeweils unabhängig voneinander eine Alkylgruppe.
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Beispiele
für besonders
bevorzugte Verbindungen, die durch die Formel (I) dargestellt werden,
umfassen 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decin-4,7-diol, 3,6-Dimethyl-4-octin-3,6-diol
und 3,5-Di-methyl-1-hexin-3-ol. Handelsüblich erhältliche oberflächenaktive
Mittel vom Acetylenglycol-Typ, dargestellt durch die Formel (I),
können ebenfalls
verwendet werden. Spezifische Beispiele für solche Produkte umfassen
Surfynol 104, Surfynol 82, Surfynol 465, Surfynol 485 und Surfynol
TG (die von Air Products and Chemicals, Inc. bezogen werden können), sowie
Olfine STG und Olfine E1010 (Handelsnamen von Produkten, die von
Nissin Chemical Industry Co., Ltd. bezogen werden können).
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Die
zugegebene Menge an oberflächenaktivem
Mittel von Acetylenglycol-Typ liegt bevorzugt im Bereich von etwa
0,3 bis 2 Gew.-% und besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 bis
1,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte. Die Zugabe
des oberflächenaktiven
Mittels vom Acetylenglycol-Typ in der zuvor beschriebenen Menge
ermöglicht
die Erzeugung von Bildern, bei denen kein Ausbluten oder Vermischen
von Farben auftritt.
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Einige
oberflächenaktive
Mittel auf der Basis von Acetylenglycol, wie z. B. Surfynol 104
und Surfynol TG, haben einen geringen HLB-Wert und sind deshalb
in Wasser nur in einer geringen Menge löslich. Die Wasserlöslichkeit
kann verbessert werden, wenn ein Glycolether, eine Glycolverbindung,
ein oberflächenaktives Mittel
oder dgl. zu der Tintenzusammensetzung gegeben wird.
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Mehrwertige
Alkohole
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Entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält
die Tintenzusammensetzung mit einem Farbstoff weiterhin einen mehrwertigen
Alkohol, so dass ein Verstopfen der Tintenstrahldüsen verhindert
wird. Beispiele für
bevorzugte mehrwertige Alkohole, die erfindungsgemäß verwendet werden
können,
umfassen Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Tetraethylenglycol,
Propylenglycol, Dipropylenglycol, Tripropylenglycol, Polyethylenglycol
mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 2000, 1,3-Propylenglycol,
Isopropylenglycol, Isobutylenglycol, 1,4-Butandiol, 1,3-Butandiol,
1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Glycerin, Thiodiglycol, Mesoerythritol
und Pentaerythritol. Es ist besonders bevorzugt, dass Glycerin, 1,5-Pentandiol,
Diethylenglycol, Thiodiglycol oder ein Gemisch von zwei oder mehreren
dieser Verbindungen zugegeben wird, da durch die Zugabe dieser Verbindungen
die Viskosität
der Tintenzusammensetzung auf einen geeigneten Wert eingestellt
werden kann, ein Verstopfen der Tintenstrahldüsen effektiv verhindert werden kann
und der Trübungspunkt
der Tintenzusammensetzung eingestellt werden kann. Die Zugabe dieser
Verbindungen führt
ebenfalls dazu, dass die Löslichkeit
des oberflächenaktiven
Mittels vom Acetylen glycol-Typ (insbesondere die Löslichkeit
von Surfynol 104 und Surfynol TG) in der Tintenzusammensetzung verbessert
wird, so dass keine Phasentrennung in der Tintenzusammensetzung
auftritt, selbst wenn die Tintenzusammensetzung auf eine hohe Temperatur
erwärmt
wird. Die zugegebene Menge an mehrwertigem Alkohol ist nicht auf bestimmte
Mengen beschränkt.
Die Menge an zugegebenem mehrwertigen Alkohol liegt bevorzugt im
Bereich von 1 bis weniger als 30 Gew.-%, besonders bevorzugt im
Bereich von etwa 5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tintenzusammensetzung.
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Saccharide
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Entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält
die Tintenzusammensetzung mit einem Farbstoff weiterhin ein Saccharid.
Die Zugabe eines Saccharids führt
dazu, dass ein Verstopfen der Tintenstrahldüsen in Folge des Austrocknens
der Tintenzusammensetzung an der Öffnung der Tintenstrahldüsen verhindert
wird. Beispiele für
Saccharide, die erfindungsgemäß verwendet
werden können,
umfassen Monosaccharide und Polysaccharide. Spezifische Beispiele
für die
Saccharide umfassen Glucose, Mannose, Fructose, Ribose, Xylose,
Arabinose, Lactose, Galactose, Aldonsäure, Glucitose, Maltose, Cellobiose,
Sucrose, Trehalose und Maltotriose, und zusätzlich Alginsäure und
Salze davon, sowie Cyclodextrinverbindungen und Cellulosematerialien.
Die zugegebene Menge an Saccharid kann geeignet gewählt werden
und liegt bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-%. Wenn Glucose,
Mannose, Fructose, Ribose, Xylose, Arabinose, Lactose, Galactose,
Aldonsäure,
Glucitose, Maltose, Cellobiose, Sucrose, Trehalose oder Maltotriose
verwendet werden, ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass diese Saccharide
in einer Menge im Bereich von etwa 3 bis 10 Gew.-% verwendet werden.
Die Zugabe von Alginsäure
oder deren Salzen, Cyclodextrinverbindungen oder Cellulosematerialien
zu der Tintenzusammensetzung kann zu einer Erhöhung der Viskosität der Tintenzusammensetzung
führen.
Es muss deshalb darauf geachtet werden, dass diese Materialien nicht
in einer zu großen
Menge zugegeben werden.
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Wasserlösliches
organisches Lösungsmittel
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Die
erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung
mit einem Farbstoff kann weiterhin ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel
enthalten. Spezifische Beispiele für wasser lösliche organische Lösungsmittel, die
erfindungsgemäß verwendet
werden können,
umfassen: Alkylalkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie z. B.
Ethanol, Methanol, Butanol, Propanol und Isopropanol; Glycolether,
wie z. B. Ethylenglycolmonomethylether, Ethylenglycolmonoethylether,
Ethylenglycolmonobutylether, Ethylenglycolmonomethyletheracetat,
Diethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonoethylether, Diethylenglycolmono-n-propylether,
Ethylenglycolmono-iso-propylether, Diethylenglycolmono-iso-propylether,
Ethylenglycolmono-n-butylether, Ethylenglycolmono-t-butylether,
Diethylenglycolmono-n-butylether, Triethylenglycolmono-n-butylether,
Diethylenglycolmono-t-butylether, 1-Methyl-1-methoxybutanol, Propylenglycolmonomethylether,
Propylenglycolmonoethylether, Propylenglycolmono-t-butylether, Propylenglycolmono-n-propylether, Propylenglycolmono-iso-propylether,
Propylenglycolmono-n-butylether, Dipropylenglycolmono-n-butylether,
Dipropylenglycolmonomethylether, Dipropylenglycolmonoethylether,
Dipropylenglycolmono-n-propylether und Dipropylenglycolmono-iso-propylether; Formamid;
Acetamid; Dimethylsulfoxid; Sorbit; Sorbitan; Acetin; Diacetin;
Triacetin; und Sulfolan. Diese wasserlöslichen organischen Lösungsmittel
verbessern die Löslichkeit
der anderen Bestandteile in der Tintenzusammensetzung, verbessern
das Eindringen der Tintenzusammensetzung in das Aufzeichnungsmedium,
wie z. B. Papier, und verhindern ein Verstopfen der Tintenstrahldüsen, so
dass sie bevorzugt zu der Tintenzusammensetzung gegeben werden.
Die Menge an zugegebenem organischen Lösungsmittel kann geeignet gewählt werden.
Die Menge an organischem Lösungsmittel
liegt jedoch bevorzugt im Bereich von etwa 0,1 bis 60 Gew.-% und
besonders bevorzugt im Bereich von etwa 5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf
das Gewicht der Tintenzusammensetzung.
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Oberflächenaktives
Mittel
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Die
Tintenzusammensetzung mit einem Farbstoff entsprechend der vorliegenden
Erfindung kann weiterhin ein oberflächenaktives Mittel enthalten,
um das Eindringvermögen
der Tinte in das Aufzeichnungsmedium einzustellen. Beispiele für bevorzugte
oberflächenaktive
Mittel, die in die Tintenzusammensetzung eingebracht werden können, umfassen
oberflächenaktive
Mittel, die mit den anderen Bestandteilen der Tintenzusammensetzung
verträglich
sind. Beispiele für
oberflächenaktive
Mittel, die erfindungsgemäß verwendet
werden können,
umfassen amphotere oberflächenaktive
Mittel und nichtionische oberflächenaktive
Mittel. Beispiele für
die amphoteren oberflächenaktiven Mittel,
die erfindungsgemäß verwendet
werden können,
umfassen Lauryldimethylaminoessigsäurebetain, 2-Alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazoliniumbetainverbindungen,
Kokosnussölfettsäureamide,
Propyldimethylaminoessigsäurebetain,
Polyoctylpolyaminoethylglycin und Imidazolinderivate. Beispiele
für nichtionische
oberflächenaktive
Mittel, die erfindungsgemäß verwendet
werden können,
umfassen oberflächenaktive
Mittel vom Ether-Typ, wie z. B. Polyoxyethylennonylphenylether,
Polyoxyethylenoctylphenylether, Polyoxyethylendodecylphenylether,
Polyoxyethylenalkylallylether, Polyoxyethylenoleylether, Polyoxyethylenlaurylether,
Polyoxyethylenalkylether und Polyoxyalkylenalkylether, Polyoxyethylenoleinsäure, oberflächenaktive
Mittel vom Ester-Typ, wie z. B. Polyoxyethylenoleinsäureester,
Polyoxyethylendistearinsäureester,
Sorbitanlaurat, Sorbitanmonostearat, Sorbitanmonooleat, Sorbitansesquioleat,
Polyoxyethylenmonooleat und Polyoxyethylenstearat, und fluorierte
oberflächenaktive
Mittel, wie z. B. Fluoralkylester und Salze von Perfluoralkylcarbonsäuren.
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Andere wahlweise
Bestandteile
-
Die
erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung
mit einem Farbstoff kann, zusätzlich
zu den zuvor beschriebenen Bestandteilen, weitere wahlweise Bestandteile
enthalten. Beispiele für
weitere Bestandteile, die erfindungsgemäß verwendet werden können, umfassen
Mittel, die ein Verstopfen der Tintenstrahldüsen verhindern, Konservierungsmittel,
Antioxidationsmittel, Mittel zum Einstellen der elektrischen Leitfähigkeit,
Mittel zum Einstellen des pH-Wertes, Mittel zum Einstellen der Viskosität, Mittel
zum Einstellen der Oberflächenspannung
sowie Mittel, die Sauerstoff absorbieren. Beispiele für Konservierungsmittel
und Antischimmelmittel, die erfindungsgemäß verwendet werden können, umfassen
Natriumbenzoat, Pentachlorphenolnatrium, 2-Pyridinthiol-1-oxidnatrium,
Natriumsorbat, Natriumdehydroacetat und 1,2-Dibenzthiazolin-3-on
(Proxel CRL, Proxel BDN, Proxel GXL, Proxel XL-2 und Proxel TN,
hergestellt von ICI).
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Beispiele
für Mittel
zum Einstellen des pH-Wertes, Lösungsmittel
und Antioxidationsmittel, die erfindungsgemäß verwendet werden können, umfassen:
Amine, wie z. B. Diethanolamin, Triethanolamin, Propanolamin, Morpholin
und Derivate davon; anorganische Salze, wie z. B. Kaliumhydroxid,
Natriumhydroxid und Lithiumhydroxid; Ammoniumhydroxid; quaternäre Ammoniumhydroxide,
wie z. B. Tetramethylammoniumhydroxid; Salze der Kohlensäure, wie
z. B. Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat und Lithiumcarbonat; Salze
der Phosphorsäure,
wie z. B. Kaliumphosphat, Natriumphosphat und Lithiumphosphat; N-Methyl-2-pyrrolidon; Harnstoffverbindungen,
wie z. B. Harnstoff, Thioharnstoff und Tetramethylharnstoff; Allophanatverbindungen, wie
z. B. Allophanat und Methylallophanat; Biuretverbindungen, wie z.
B. Biuret, Dimethylbiuret und Tetramethylbiuret; und L-Ascorbinsäure und
Salze davon.
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Die
erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung
mit einem Farbstoff kann weiterhin ein Antioxidationsmittel und
ein Mittel, das Ultraviolettstrahlung absorbiert, enthalten, und
Beispiele dafür
umfassen: Tinuvin 328, 900, 1130, 384, 292, 123, 144, 622, 770 und
292, Irgacor 252 und 153, und Irganox 1010, 1076, 1035 und MD1024,
hergestellt von Ciba-Geigy; sowie die Oxide der Elemente der Lanthanreihe.
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Beispiele
-
Die
vorliegende Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele, die
die Erfindung jedoch nicht beschränken, näher beschrieben.
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Herstellung
eines wasserlöslichen
Pigments
-
Es
wurden Rußmaterialien,
dispergiert durch Oxidieren der Oberfläche der Rußmaterialien mit Hypochlorsäure, als
wasserlösliche
Pigmente verwendet. Genauer gesagt, es wurden wasserlöslichen
Pigmente verwendet, die unter Anwendung des folgenden Verfahrens
hergestellt worden waren.
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300
g eines handelsüblich
erhältlichen
Rußes
[MA-100 (primärer
Teilchendurchmesser 24 nm; spezifische Oberfläche 137 m2/g;
pH 3,5 (sauer), hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation]
wurden mit 1000 ml Wasser intensiv vermischt. Nachdem eine Dispersion
von feinen Teilchen erhalten worden war, wurden 450 g Natriumhypochlorit
(Chlorgehalt 12%) tropfenweise zu der Dispersion gegeben, und dann
wurde das Gemisch 10 Stunden lang bei 100 bis 105°C gerührt. Der
erhaltene Schlamm wurde unter Verwendung eines Toyo Filterpapiers
Nr. 2 (hergestellt von Advantec Toyo Kaisha Ltd.) abfiltriert, und
die Pigmentteilchen wurden dann gründlich mit Wasser gewaschen.
Der auf diese Weise erhaltene feuchte Pigmentkuchen wurde erneut
in 3000 ml Wasser dispergiert. Die Dispersion wurde unter Verwendung
einer Umkehrosmosemembran ent salzt, bis die elektrische Leitfähigkeit
0,2 mS betrug. Diese Pigmentdispersion (pH 6,5) wurde bis auf eine
Pigmentkonzentration von 10 Gew.-% aufkonzentriert. Die zuvor beschriebene
Prozedur wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass verschiedene Arten
von Rußmaterialien
verwendet wurden. Auf diese Weise wurden wasserlösliche Pigmente mit verschiedenen
Teilchendurchmessern hergestellt. Die wasserlöslichen Pigmente 1 bis 3 und
6, die sich hinsichtlich des mittleren Teilchendurchmessers unterschieden,
wurden jeweils in den Beispielen 1 bis 3 und 6 verwendet.
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Herstellung
einer Emulsion
-
Die
Emulsion A war eine Emulsion vom Kern/Schale-Typ, umfassend einen
Kern mit einer Struktur, hergestellt aus einem vernetzten Polymer
unter Verwendung eines Acrylsäurederivats
mit Glycidoxidgruppen, und eine Schale mit einer Struktur mit oberflächlichen
Carboxygruppen, abgeleitet von Acryloylgruppen, die bei der Polymerisation
von Acrylsäure
eingebracht wurden.
-
Die
Emulsion B war eine Emulsion vom Kern/Schale-Typ, umfassend einen
Kern mit einer vernetzten Struktur, hergestellt aus einem Copolymer
unter Verwendung eines Acrylsäurederivats
mit Glycidoxidgruppen und Methacrylsäure, und eine Schale mit einer
Struktur mit oberflächlichen
Carboxygruppen, abgeleitet von Acryloylgruppen, die bei der Polymerisation
von Acrylsäure
eingebracht wurden, und Amidogruppen, abgeleitet von Acrylamid.
-
In
den folgenden Beispielen wurden 0,1 bis 1 Gew.-% Proxel XL-2 als
Korrosionsschutzmittel für
die Tinte und 0,001 bis 0,05 Gew.-% Benzotriazol als Korrosionsschutzmittel
für den
Tintenstrahldruckkopf in entionisiertem Wasser, das als restlicher
Bestandteil verwendet wurde, zugegeben. "EO" in
dem p-Toluolsulfonamid-EO-Addukt bedeutet Ethylenoxid.
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Herstellung
der Tintenzusammensetzungen
-
Es
wurden Tinten mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt. Alle
Bestandteile, mit Ausnahme von Triethanolamin, wurden miteinander
vermischt. Triethanolamin, das als Mittel zum Einstellen des pH-Wertes
verwendet wurde, wurde dann zu dem Gemisch gegeben, und dann wurde
das Gemisch 2 Stunden lang gerührt.
Danach wurde das Gemisch unter Verwendung eines Edelstahlfilters
mit einem Porendurchmesser von 5 μm
filtriert. Auf diese Weise wurden Tintenzusammensetzungen für die Tintenstrahlaufzeichnung hergestellt.
Die Tintenzusammensetzungen in den Beispielen 4 und 5 und in dem
Vergleichsbeispiel 4 wurden unter Anwendung eines herkömmlichen
Verfahrens zur Herstellung einer gewöhnlichen Tintenzusammensetzung
mit einem Farbstoff hergestellt. Beispiel
1
| | zugegebene
Menge (Gew.-%) |
| wasserlösliches
Pigment 1
(mittlerer Teilchendurchmesser 145 nm) | 6,0 |
| Surfynol
465 | 1,0 |
| Diethylenglycolmonobutylether | 5,0 |
| 1,2-Hexandiol | 3,0 |
| Glycerin | 15,0 |
| Diethylenglycol | 5,0 |
| Triethanolamin | 0,8 |
| entionisiertes
Wasser | der
Rest |
Beispiel
2
| wasserlösliches
Pigment 2
(mittlerer Teilchendurchmesser 105 nm) | 7,5 |
| Surfynol
465 | 1,0 |
| Diethylenglycolmonobutylether | 10,0 |
| 1,2-Hexandiol | 5,0 |
| Glycerin | 12,0 |
| 2-Pyrrolidon | 6,0 |
| Thiodiglycol | 4,0 |
| Triethanolamin | 1,0 |
| entionisiertes
Wasser | der
Rest |
Beispiel
3
| wasserlösliches
Pigment 3
(mittlerer Teilchendurchmesser 90 nm) | 10,0 |
| Surfynol
TG | 0,2 |
| 1,2-Butandiol | 15,0 |
| Glycerin | 10,0 |
| Diethylenglycol | 3,0 |
| 1,5-Pentandiol | 7,5 |
| Emulsion
A
(mittlerer Teilchendurchmesser 100 nm) | 2,5 |
| Triethanolamin | 0,5 |
| entionisiertes
Wasser | der
Rest |
Beispiel
4
| Byacript
Black Sp (ein Produkt von Bayer) | 7,0
(auf
den Feststoffgehalt bezogen) |
| Triethylenglycolmonobutylether | 10,0 |
| 1,2-Pentandiol | 3,0 |
| Glycerin | 15,0 |
| Diethylenglycol | 5,0 |
| Thiodiglycol | 5,0 |
| Triethanolamin | 1,5 |
| entionisiertes
Wasser | der
Rest |
Beispiel
5
| Food
Black 2 | 5,0 |
| Surfynol
465 | 1,2 |
| 1,2-Hexandiol | 10,0 |
| Glycerin | 5,0 |
| Diethylenglycol | 15,0 |
| Triethanolamin | 0,9 |
| entionisiertes
Wasser | der
Rest |
Beispiel
6
| wasserlösliches
Pigment 4
(mittlerer Teilchendurchmesser 60 nm) | 5,0 |
| Surfynol
465 | 0,3 |
| Diethylenglycolmonobutylether | 7,5 |
| 1,2-Butandiol | 5,0 |
| Emulsion
B
(mittlerer Teilchendurchmesser 120 nm) | 2,0 |
| Glycerin | 15,0 |
| 2-Pyrrolidon | 10,0 |
| Triethanolamin | 0,5 |
| entionisiertes
Wasser | der
Rest |
Vergleichsbeispiel
1
| wasserlösliches
Pigment 1
(mittlerer Teilchendurchmesser 145 nm) | 6,0 |
| Surfynol
465 | 1,0 |
| Diethylenglycolmonobutylether | 5,0 |
| Glycerin | 15,0 |
| Diethylenglycol | 5,0 |
| Triethanolamin | 0,8 |
| entionisiertes
Wasser | der
Rest |
Vergleichsbeispiel
2
| wasserlösliches
Pigment 2
(mittlerer Teilchendurchmesser 105 nm) | 7,5 |
| Surfynol
465 | 1,0 |
| Diethylenglycolmonobutylether | 10,0 |
| 1,2-Hexandiol | 10,0 |
| 2-Pyrrolidon | 6,0 |
| Thiodiglycol | 4,0 |
| Triethanolamin | 1,0 |
| entionisiertes
Wasser | der
Rest |
Vergleichsbeispiel
3
| wasserlösliches
Pigment 3
(mittlerer Teilchendurchmesser 90 nm) | 10,0 |
| Surfynol
TG | 0,2 |
| Diethylenglycol | 20,0 |
| 1,5-Pentandiol | 7,5 |
| Emulsion
A
(mittlerer Teilchendurchmesser 100 nm) | 2,5 |
| Triethanolamin | 0,5 |
| entionisiertes
Wasser | der
Rest |
Vergleichsbeispiel
4
| Byacript
Black Sp (ein Produkt von Bayer) | 7,0
(auf
den Feststoffgehalt bezogen) |
| Triethylenglycolmonobutylether | 10,0 |
| 1,2-Pentandiol | 7,0 |
| Diethylenglycol | 15,0 |
| Thiodiglycol | 5,0 |
| Triethanolamin | 1,5 |
| entionisiertes
Wasser | der
Rest |
-
Oberflächenspannung
-
Die
Oberflächenspannung
bei 20°C
der Tintenzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 6 und der Vergleichsbeispiele
1 bis 4 wurde mit einem automatischen Tensiometer (CBVP-A3) gemessen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
-
-
Herstellung der Tintensets
-
Es
wurden die in der folgenden Tabelle 2 angegebenen Tintensets, bestehend
aus einer schwarzen Tinte (Pigment Bk, Farbstoff Bk), einer gelben
Tinte (Y), einer magentafarbenen Tinte (M) und einer cyanfarbenen
Tinte (C), hergestellt, und diese Tintensets wurden bei der Bewertung
2 in dem folgenden Test zum Bewerten der Ausdrucke verwendet.
-
-
-
Tests zum
Bewerten der Ausdrucke
-
Die
in den Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellten Tintenzusammensetzungen
wurden entsprechend den folgenden Tests bewertet. Jede Tintenzusammensetzung
wurde in einen Drucker, erhalten durch Modifizieren des Tintenstrahldruckers
MJ-930C (hergestellt
von Seiko Epson Corp.), eingebracht und danach zum Drucken auf ein
Aufzeichnungsmedium verwendet. In den Tests wurden sechs Aufzeichnungsmedien,
Conqueror, Modo Copy, Xerox 4024, Hammermill Copyplus, Ricopy 6200
und Xerox P Papiere, verwendet.
-
Bewertung 1: Druckqualität 1
-
Die
in den Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellten schwarzen
Tintenzusammensetzungen wurden verwendet, um Texte und photoähnliche
Bilder in einem Superfeinmodus auf die Aufzeichnungsmedien zu drucken.
Die Druckqualität
wurde entsprechend den folgenden Kriterien bewertet. Die Ergebnisse
sind in der folgenden Tabelle 3 angegeben.
- A:
Bei keinem der Papiere trat ein Ausbluten in dem Ausdruck auf und
die Farbe Schwarz war kräftig
- B: Obwohl auf einigen Papieren ein Ausbluten und ein ungleichmäßiger Ausdruck
in vollständig
bedruckten Bildbereichen beobachtet wurden, waren das Ausmaß des Ausblutens
und der Ungleichmäßigkeiten
bei allen Papieren akzeptabel
- C: Zumindest bei einigen Papieren traten ein deutliches Ausbluten
und nicht akzeptable Ungleichmäßigkeiten
in vollständig
bedruckten Bildbereichen auf
-
Bewertung 2: Druckqualität 2
-
Die
in Tabelle 2 angegebenen Tintensets (Tintensets 1 bis 4 und Vergleichstintensets
1 bis 3) wurden verwendet, um Texte in einem Superfeinmodus auf
die Aufzeichnungsmedien zu drucken. Dann wurde entsprechend den
folgenden Kriterien untersucht, ob sich die Farben an den Grenzflächen zwischen
der gedruckten schwarzen Tinte und der gedruckten Farbtinte vermischt
hatten. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 4 angegeben.
- A: Bei keinem der Papiere trat ein Vermischen
der Farben in dem Ausdruck auf
- B: Obwohl auf einigen Papieren ein Vermischen der Farben beobachtet
wurde, war das Ausmaß des
Vermischens bei allen Papieren akzeptabel
- C: Zumindest bei einigen Papieren trat ein deutliches Vermischen
der Farben auf, das nicht akzeptabel war
-
Bewertung 3: Verstopfen
der Düsen
nach langer Zeit
-
Die
Tintenzusammensetzung wurde in den Drucker eingebracht, und es wurde
ein Muster ausgedruckt, um zu überprüfen, ob
die Tinte gleichmäßig über alle
Düsen versprüht wurde.
Danach wurde der Druckvorgang unterbrochen und die Tintenpatrone
wurde ohne Abdeckung zwei Wochen lang bei 40°C stehengelassen. Dann wurde
der Druckvorgang fortgesetzt und es wurde entsprechend den folgenden
Kriterien bewertet, wie schnell der Drucker wieder einsatzbereit
war. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 3 angegeben.
- A: Nachdem die Reinigungsoperation zweimal
oder weniger durchgeführt
worden war, konnte die Tinte wieder gleichmäßig über alle Düsen versprüht werden, so dass fehlerfrei
gedruckt werden konnte
- B: Nachdem die Reinigungsoperation fünfmal oder weniger durchgeführt worden
war, konnte die Tinte wieder gleichmäßig über alle Düsen versprüht werden, so dass fehlerfrei
gedruckt werden konnte
- C: Die Tinte konnte über
einige Düsen
nicht mehr versprüht
werden, obwohl die Reinigungsoperation mehrfach wiederholt worden
war
-
Bewertung 4: Verstopfen
der Düsen
nach kurzer Zeit
-
Die
Tintenzusammensetzung wurde in den Drucker eingebracht, und es wurde
ein Muster ausgedruckt, um zu überprüfen, ob
die Tinte gleichmäßig über alle
Düsen versprüht wurde.
Danach wurde der Druckvorgang unterbrochen und die Tintenpatrone
wurde ohne Abdeckung eine Woche lang bei 40°C stehengelassen. Dann wurde
der Druckvorgang fortgesetzt und es wurde entsprechend den folgenden
Kriterien bewertet, wie schnell der Drucker wieder einsatzbereit
war. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 3 angegeben.
- A: Die Tinte konnte sofort wieder über alle
Düsen versprüht werden,
ohne dass eine Reinigungsoperation durchgeführt worden war
- B: Die Tinte konnte sofort wieder über fast alle Düsen versprüht werden,
ohne dass eine Reinigungsoperation durchgeführt worden war, und nachdem
eine Reinigungsoperation durchgeführt worden war, konnte die Tinte
wieder gleichmäßig über alle
Düsen versprüht werden
- C: Die Tinte konnte nicht mehr fehlerfrei versprüht werden,
ohne dass eine Reinigungsoperation durchgeführt worden war, und nachdem
eine Reinigungsoperation durchgeführt worden war, konnte die
Tinte wieder gleichmäßig über alle
Düsen versprüht werden
-
Bewertung 5: Druckbeständigkeit
-
Die
Tintenzusammensetzung wurde in den Drucker eingebracht, und es wurde
ein Muster ausgedruckt, um zu überprüfen, ob
die Tinte gleichmäßig über alle
Düsen versprüht wurde.
Danach wurde kontinuierlich ein Testmuster, umfassend eine Kombination
aus Buchstaben, Linien und anderen Mustern, gedruckt, um die Druckbeständigkeit
zu bewerten. Wenn die Tinte aufgebraucht worden war, wurde sie durch
eine neue Tinte ersetzt. Insgesamt wurden 3000 Blatt Papier bedruckt.
Dann wurde überprüft, ob unbrauchbare
Ausdrucke erzeugt worden waren und ob die Tintentröpfchen von
ihrer Flugbahn abgelenkt worden waren, und die Druckbeständigkeit
wurde entsprechend den folgenden Kriterien bewertet. Die Ergebnisse
sind in der folgenden Tabelle 3 angegeben.
- A:
Die Häufigkeit,
mit der Tintentröpfchen
von ihrer Flugbahn abgelenkt worden waren und unbrauchbare Ausdrucke
erzeugt worden waren, betrug weniger als 5 mal
- B: Die Häufigkeit,
mit der Tintentröpfchen
von ihrer Flugbahn abgelenkt worden waren und unbrauchbare Ausdrucke
erzeugt worden waren, betrug 5 bis 10 mal
- C: Die Häufigkeit,
mit der Tintentröpfchen
von ihrer Flugbahn abgelenkt worden waren und unbrauchbare Ausdrucke
erzeugt worden waren, betrug mehr als 10 mal
-
-
