-
Die vorliegende Erfindung ist allgemein auf
Tintenzusammensetzungen gerichtet, und insbesondere ist die vorliegende
Erfindung auf spezifische Zusammensetzungen gerichtet, die
in Tintenstrahldrucksystemen verwendbar sind. Entsprechend
werden in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wäßrige Tintenzusammensetzungen bereitgestellt, die
verschiedene Farbstoffe, die in dem gewählten Lösungsmittel
löslich und im wesentlichen in Wasser unlöslich sind,
umfassen. Daher umfassen die Tintenzusammensetzungen in einer
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Wasser,
spezifische organische Lösungsmittel einschließlich Sulfolan®
und spiritlösliche Farbstoffe, die in den vorgenannten
Lösungsmitteln löslich und im wesentlichen unlöslich in Wasser
sind. Die Tintenzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung
sind zusätzlich zu der Tatsache, daß sie verbesserte
Eigenschaften besitzen, die im nachfolgenden aufgezeigt werden,
wie hervorragende Wasserechtheit, verwendbar in
verschiedenen Bilderzeugungs- und Druckverfahren, einschließlich
thermischer Tintenstrahl- oder Blasenstrahl (bubble jet) -
verfahren, worin die Tinte auf ihre Siedetemperatur erwärmt
wird, wodurch die Injektion einer Blase ermöglicht wird;
Quellenangabe: US-A-4 243 994, 4 325 735 und 4 396 429 und
GB-A-2 007 162 und 2 060 499.
-
Zusammensetzungen, die in Tintenstrahldrucksystemen
verwendbar sind, sind gut bekannt, und enthalten gewöhnlich
wasserlösliche Farbstoffe. So ist z. B. in der US-A-3 846 141 eine
Tintenzusammensetzung offenbart, die beim Strahldrucken
verwendbar ist, und die eine wäßrige Lösung eines
wasserlöslichen Farbstoffes und ein feuchthaltendes Material, gebildet
aus einem Gemisch eines niederen Alkoxytriglycols und
mindestens einer anderen Verbindung bestehend aus einem
Polyethylenglycol, einem niederen Alkylether von
Diethylenglycol oder Glycerol, umfaßt. Das
Feuchthaltemittelsystem, das in diesem Patent offenbart ist, verhindert
oder minimiert im wesentlichen das oberflächliche
Austrocknen der Drucktinte in der Auslauföffnung oder Düse während
dem Stillstand des Druckers, wenn der Drucker z. B. nicht in
Betrieb ist. Wie weiterhin in diesem Patent offenbart,
schließt die prinzipielle Bilderzeugungstechnik beim
Strahldrucken die Verwendung einer oder mehrerer
Tintenstrahlanordnungen ein, die zu einer unter Druck stehenden
Tintenquelle verbunden sind. Jede einzelne
Tintenstrahlanordnung umfaßt eine sehr kleine Auslauföffnung, gewöhnlich
mit einem Durchmesser von 60 um, der durch eine
magnetorestriktive piezoelektrische Vorrichtung Energie zugeführt
wird, um einen kontinuierlichen Strom von gleichförmigen
Tintentröpfchen mit einer Rate von 33 bis 75 kHz zu
emittieren. Dieser Strom von Tröpfchen wird günstigerweise auf die
Oberfläche einer sich bewegenden Bahn aus z. B. Papier
gerichtet und so gesteuert, daß gedruckte Zeichen in
Erwiderung auf Videosignale, erhalten von einem elektronischen
Zeichengenerator, und in Erwiderung auf ein
elektrostatisches Ablenkungssystem gebildet werden.
-
Weiterhin werden in der US-A-4 295 889 flüssige
Tintenzusammensetzungen für Aufzeichnungen und insbesondere flüssige
Zusammensetzungen zur Verwendung in einem
Aufzeichnungssystem beschrieben, worin der flüssige Bestandteil für die
Aufzeichnung aus einer kleinen Auslauföffnung in Form eines
Tröpfchens herausgespritzt wird. Entsprechend der
Offenbarung dieses Patentes umfaßt die flüssige Zusammensetzung für
die Aufzeichnung einen Bestandteil der allgemeinen Formel
(A), wie in Spalte 3, beginnend mit Zeile 30 beschrieben,
oder eine Verbindung der allgemeinen Formel (B), wie in
Spalte 3, beginnend mit Zeile 47 beschrieben, wobei diese
Bestandteile als Farbstoffbestandteile beschrieben sind,
siehe Spalte 4, Zeile 28. Beispiele für zahlreiche
Farbstoffe sind z. B. beginnend mit Spalte 4, Zeile 51
aufgeführt, und setzen sich bis Spalte 42 fort. In Spalte 43,
beginnend mit Zeile 29 des '889 Patentes werden Beispiele für
wasserlösliche organische Lösungsmittel offenbart, die als
Trägerbestandteil zusammen mit Wasser verwendbar sind, wobei
diese Lösungsmittel Alkylenglycole umfassen, die 2 bis 6
Kohlenstoffatome im Alkylenteil enthalten, und weiterhin
wird in Spalte 44, beginnend mit Zeile 8 dargelegt, daß die
Eigenschaften des Flüssigentwicklers weiterhin durch Zugabe
von Additiven, welche Stickstoff enthaltende Verbindungen
wie 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, siehe Spalte 44, Zeile
22, umfassen, verbessert werden können. Andere Patente, die
ähnliche Lehren enthalten, umfassen US-A-4 325 735, 4 395
287, 4 395 288 und 4 396 429. In diesen Quellenangaben
werden jedoch keine Tintenzusammensetzungen, die
spiritlösliche Farbstoffe mit z. B. einer höheren Löslichkeit in
verschiedenen nichtflüchtigen organischen Lösungsmitteln als
in Wasser enthalten, wobei das Verkleben der Tinte,
hauptsächlich verursacht aufgrund der Verdampfung von Wasser,
vermieden wird, offenbart. Daher wird mit den Tinten der
vorliegenden Erfindung das Verkleben der Tinte vermieden und
andere Vorteile sind erreichbar, insbesondere wegen der z. B.
im wesentlichen geringen Wasserlöslichkeit oder
Wasserunlöslichkeit der spiritlöslichen Farbstoffe, die z. B.
verbesserte Eigenschaften bezüglich der Wasserechtheit
ermöglichen, verglichen mit Tinten, worin typische wasserlösliche
Säurefarbstoffe und Direktfarbstoffe ausgewählt werden.
Weiterhin gestattet die Tintenzusammensetzung der vorliegenden
Erfindung mit den spiritlöslichen Farbstoffen die
Anwesenheit von größeren Mengen der organischen Lösungsmittelphase
in den vorhergenannten Tinten, z. B. bis zu 80%, wodurch
diese Tinten im wesentlichen verträglicher mit typischen
transparenten Materialien gemacht werden.
-
Ebenfalls werden in der US-A-4 279 653
Tintenstrahlzusammensetzungen offenbart, die wasserlösliche Netzmittel, einen
wasserlöslichen Farbstoff und ein
Sauerstoffabsorptionsmittel enthalten. Ahnlich beschreibt die US-A-4 196 007 eine
Tintenstrahlzusammensetzung zum Drucken, die eine wäßrige
Lösung eines wasserlöslichen Farbstoffes und ein
Feuchthaltemittel, das aus mindestens einer wasserlöslichen
ungesättigten Verbindung besteht, enthält. Weiterhin werden in der
US-A-4 267 088 Überzüge offenbart, die insbesondere als
Tinten für Kennzeichnungen verwendbar sind, worin ein
Epichlorhydrin-modifiziertes Polyethylenimin und ein
Ethylenoxid-modifiziertes Polyethylenimin in einer wäßrigen
Lösung ausgewählt sind. Andere Patente von Interesse sind
US-A-4 101 329, 4 290 072, 4 383 859, 4 235 773, 4 279 814,
4 443 371, 4 286 989, 4 299 630, 4 167 393, 3 864 296, 4 238 234,
3 234 025, 4 520 143, 3 920 855 und 4 182 612.
-
Zusätzlich sind in der US-A- 4 197 135
Tintenzusammensetzungen mit verbesserter Wasserechtheit offenbart, die
mindestens einen wasserlöslichen Farbstoff und ein Polyamin mit 7
oder mehr Stickstoffatomen pro Molekül umfassen.
Insbesondere wird in diesem Patent eine Tintenzusammensetzung
beschrieben, die eine wäßrige Lösung von mindestens einem
wasserlöslichen Farbstoff und etwa 0,5 bis etwa 10 Gew.-% eines
Polyamins mit 7 oder mehr Stickstoffatomen pro Molekül
umfaßt, und worin die Zusammensetzung einen pH von 8 oder
mehr besitzt. In Spalte 1 dieses Patentes, beginnend mit
Zeile 61, wird darauf hingewiesen, daß in den bevorzugten
Polyaminen der Wasserstoff der primären Amingruppe entweder
durch eine Methyl- oder eine Hydroxyethylgruppe ersetzt ist.
Beispiele für ausgewählte vollständig substituierte
Polyamine sind dargestellt in Spalte 2 des '135 Patentes,
beginnend mit Zeile 40.
-
Weiterhin werden in der US-A-4 659 382
Tintenzusammensetzungen offenbart, die hydroxylierte Polyethylenimine,
Farbstoffe und Wasser umfassen. Insbesondere werden in diesem
Patent Tinten mit einer größeren Menge an Wasser, einem
hydroxyethylierten Polyethylenimin-Polymer und einem
Farbstoffbestandteil beschrieben, worin das Polymer 65 bis 80
Gew.-% Hydroxyethylgruppen enthält. Zusätzlich werden in der
US-A-4 664 708 Tintenzusammensetzungen dargestellt, welche
Wasser und einen polymeren Farbstoff, umfassend
wasserlösliche Polymere mit daran kovalent gebundenen hochstabilen
Chromophoren, umfassen. Besonders werden in diesem Patent
Tinten mit einer größeren Menge an Wasser und einem
polymeren Farbstoff, umfassend das Reaktionsprodukt eines
wasserlöslichen Polymers mit einem reaktiven Farbstoff,
beschrieben.
-
Die DE-A-3 410 855 offenbart eine Tinte, welche einen
Farbstoff umfaßt, der in einem flüssigen Medium gelöst ist,
welches umfaßt: Polyethylenglycol oder
Polyethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycol oder Sulfolan,
N-Methyl-2-pyrrolidon und Wasser. Ähnliche Tinten werden in Patent Abstracts
of Japan, Band 5, Nr. 160, 6. Oktober 1981; Band 5, Nr. 160,
15. Oktober 1981; Band 9, Nr. 278, 6. November 1985 und Band
11, Nr. 63, 26. Februar 1987 offenbart. Alle diese
Offenbarungen sind unzureichend, um die spezifischen Lösungsmittel
zu offenbaren, die dieser Erfindung zugrundeliegen, und um
den Farbstoff insofern zu charakterisieren, als daß er nur
in dem Lösungsmittel, und praktisch nicht in Wasser löslich
ist.
-
Obwohl viele der oben genannten Zusammensetzungen für ihre
beabsichtigten Zwecke geeignet sind, besteht weiterhin ein
Bedarf an anderen Tintenzusammensetzungen. Besonders besteht
ein Bedarf an Zusammensetzungen für Tintenstrahlverfahren
mit hervorragenden Eigenschaften bezüglich der
Wasserechtheit, und worin z. B. die ausgewählten Farbstoffe eher in
Lösung zurückgehalten werden, als daß sie feste Niederschläge
bilden, was ansonsten ein Verkleben der Tintenstrahldüsen
hervorrufen würde. Zusätzlich besteht ein Bedarf an
Tintenzusammensetzungen mit hervorragenden Farbintensitäten, und
worin z. B. die Menge der ausgewählten Farbstoffe verringert
werden kann. Zum Beispiel werden mit den Tinten der
vorliegenden Erfindung in einigen Fällen nur etwa 1% an Farbstoff
benötigt, verglichen mit etwa 3 bis 5% an Direktfarbstoffen
entsprechend dem Stand der Technik. Weiterhin besteht ein
Bedarf an Tintenzusammensetzungen, worin die Wasserechtheit
mehr als etwa 80% beträgt. Ebenfalls besitzen die Tinten
der vorliegenden Erfindung andere erwünschte Eigenschaften,
welche akzeptable Viskositätsparameter, geeignete
Oberflächenspannungswerte und hervorragende Farbintensität,
insbesondere bezüglich der schwarzen Tinten, umfassen, wobei
diese Tinten das Zurückhalten der Farbstoffmoleküle darin
ermöglichen, wobei die Bildung eines festen Niederschlags
und das unerwünschte Verkleben der Tintenstrahldüsen
vermieden wird. Andere wichtige Eigenschaften in Zusammenhang mit
den Tinten der vorliegenden Erfindung umfassen das
Ermöglichen der Bildung einer permanenten Transparenz (permanent
transparency formation) und die weiterbestehende Löslichkeit
der Tinten, welche die Löslichkeit nach dem Verdampfen des
darin enthaltenen Wassers umfaßt.
-
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es,
Tintenzusammensetzungen bereitzustellen, welche die oben genannten
Probleme überwinden.
-
Entsprechend stellt die vorliegende Erfindung
Tintenzusammensetzungen zum Strahldrucken bereit, welche wie in den
anliegenden Ansprüchen beansprucht sind.
-
Die Tintenzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung
umfassen daher Wasser, welches in einer Menge von 10 bis
90% eines Gemisches aus Wasser mit einem organischen
Lösungsmittel, bestehend aus Tetramethylensulfon, 1,1,3,3-
Tetramethylharnstoff, 3-Methylsulfolan oder Gemischen davon,
mit der wahlweisen Zugabe von N-Methylpyrrolidon, anwesend
ist. Das organische Lösungsmittel besitzt einen permanent
darin gelösten spiritlöslichen Farbstoff, welcher schwarz,
gelb, cyan, magenta oder braun gefärbt ist, wobei der
Farbstoff im wesentlichen unlöslich in Wasser ist.
-
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt
die Tintenzusammensetzung Wasser, gemischt mit 10 bis 90
Gew.-% des Gemisches des organischen Lösungsmittels
Tetramethylensulfon (handelsüblich erhältlich als Sulfolan®), und
0,5 bis 5 Gew.-% des Gemisches eines spiritlöslichen
Farbstoffbestandteils, der schwarz, cyan, magenta, braun oder
gelb gefärbt ist, worin der Farbstoff im wesentlichen in dem
Sulfolan® löslich ist, und im wesentlichen unlöslich in
Wasser ist. Zusätzlich können die Tinten der vorliegenden
Erfindung 10 bis 90 Gew.-% Wasser, 90 bis 10 Gew.-%
mindestens eines der spezifizierten organischen Lösungsmittel und
0,5 bis 5 Gew.-% des Wasser/Lösungsmittel-Gemisches eines
spiritlöslichen Farbstoffes umfassen. Eine spezifisch
bevorzugte Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung
umfaßt ein Gemisch aus 60 Gew.-% Wasser mit 40 Gew.-% des
organischen Lösungsmittels Tetramethylensulfon und, als
zusätzlichen Bestandteil 0,5 bis 5 Gew.-% des Gemisches eines
spiritlöslichen Farbstoffes. Wenn Gemische von
Lösungsmitteln ausgewählt werden, können gewöhnlich Gemische der
spezifizierten Sulfolane® oder Gemische von Sulfolanen® mit
N-Methylpyrrolidon verwendet werden. Lösungsmittelgemische
umfassen wirksame Mengen an Bestandteilen, z. B. kann
zwischen 20 bis 30 Gew.-% eines ersten Lösungsmittels und 10
bis 15 Gew.-% eines zweiten oder dritten Lösungsmittels
ausgewählt werden.
-
Die spezifizierten Lösungsmittel, welche für die Tinten der
vorliegenden Erfindung ausgewählt werden, besitzen wichtige
Merkmale wie vollständige Verträglichkeit mit Wasser,
gewünschte Dampfdrücke, d. h. z. B. weniger als 0,1 mm
Quecksilbersäule, geringe Giftigkeit, gewünschte intrinsische
Viskositäten, z. B. weniger als etwa 10 cP, hohe
Oberflächenspannungswerte, welche z. B. 30 dyn/cm überschreiten und hohe
Löslichkeit für die im wesentlichen vollständige Lösung der
Farbstoffbestandteile. Die organischen Lösungsmittel liegen
gewöhnlich in einer Menge von 10 bis 90 Gew.-% vor. Ein
besonders bevorzugtes Lösungsmittel ist Tetramethylensulfon,
da es viele gewünschte Eigenschaften, einschließlich einer
im wesentlichen Ungiftigkeit, besitzt.
-
Gewöhnlich werden in die Tintenzusammensetzungen der
vorliegenden Erfindung Farbstoffe eingebracht, die im wesentlichen
oder vollständig in dem organischen Lösungsmittel löslich
sind, und die im wesentlichen unlöslich in Wasser sind.
Daher haben die spiritlöslichen Farbstoffe z. B. eine
Löslichkeit von mindestens 2 g pro 100 ml in dem organischen
Lösungsmittel. Im Gegensatz dazu ist die Löslichkeit der
ausgewählten Farbstoffe für die Tinten der vorliegenden
Erfindung in Wasser minimal, und sie beträgt höchstens etwa 1
g pro 100 ml. In den meisten Fällen besitzen die Farbstoffe
für die Tinten der vorliegenden Erfindung keine Löslichkeit
in Wasser. Entsprechend sind spezifische spiritlösliche
Farbstoffe zum Einbringen in die Tintenzusammensetzungen der
vorliegenden Erfindung Orasol Black RL oder Intraplast Black
RL/Solvent Black 29, Lapranol Black BR, Savinyl Black RLS,
Orasol Black RLP und Neozapon Black; lösliche gelbe
Farbstoffe einschließlich Savinyl Yellow 2 RLS, Savinyl Yellow
RLSN, Intraplast Yellow 2GLN, Neozapon Yellow 081, Neozapon
Yellow 141, Levaderm Lemon Yellow, Zapon Fast Yellow CGR,
Aizen Fast Yellow CGNH, Zapon Yellow 100, Zapon Yellow 157
und Savinyl Yellow RLS; Magenta-Farbstoffe wie Neozapon Red
492, Direct Brilliant Pink B, Savinyl Pink 6 BLS, Savinyl
Red 3 BLS, Orasol Red 2 BL, Intraplast Red G (Orasol Red),
Savinyl Red BLSN, Savinyl Scarlet RLS, Savinyl Fire Red 3GLS
und Zapon Red 335; Cyan-Farbstoffe Orasol Blue 2 GLN,
Neozapon Blue 807, Savinyl Blue RLS, Savinyl Blue GLS, Orasol
Blue GN und Losol Blue; Braun-Farbstoffe einschließlich
Zapon Brown 187 und Savinyl Brown GLS. Beispiele für
bevorzugte Farbstoffe sind Orasol Black RL, Savinyl Black RLS,
Direkt Brilliant Pinkt B, Savinyl Yellow RLS, Intraplast
Yellow 2 GLN (Solvent Yellow 88) und Orasol Blue GN.
-
Die zuvor genannten Farbstoffe werden den
Tintenzusammensetzungen in effektiven Mengen zugegeben. Daher werden z. B. 0,5
bis 5 Gew.-% des Wasser/Lösungsmittel-Gemisches und
bevorzugt 1 bis 2 Gew.-% des Farbstoffbestandteils ausgewählt.
-
Andere Mengen an Farbstoffbestandteilen können verwendet
werden, abhängig z. B. von der gewünschten Farbintensität,
der Verfügbarkeit der Farbstoffe, deren Kosten, deren
giftigen Eigenschaften und deren Löslichkeit in dem ausgewählten
organischen Lösungsmittel.
-
Die Tintenzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung
enthalten Wasser, bevorzugt destilliertes Wasser, gewöhnlich
in einer Menge von 10 bis 90 Gew.-% des
Wasser/Lösungsmittel-Gemisches und bevorzugt in einer Menge von
30 bis 60 Gew.-%. Eine andere bevorzugte
Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfaßt 60 bis 70 Gew.-%
Wasser, gemischt mit 30 bis 40 Gew.-% des
Sulfolan®-Lösungsmittels, wobei dieser Zusammensetzung 0,5 bis 5 Gew.-% der
Mischung eines spiritlöslichen Farbstoffes zugegeben werden.
Weiterhin können bezüglich der zuvor genannten
Tintenzusammensetzungen Gemische aus Lösungsmitteln ausgewählt werden,
umfassend z. B. 10 bis 15 Gew.-% N-Methylpyrrolidon und 25
Gew.-% Sulfolane®, wobei die Tinten 65 Gew.-% Wasser
enthalten, wenn 10 Gew.-% des Pyrrolidons zugegen sind.
-
Mit den Tintenzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung
wird der Farbstoff permanent in dem Tintengemisch
zurückgehalten, und daher entstehen keine festen Abscheidungen des
Farbstoffes, wodurch im wesentlichen all die Probleme
eliminiert werden, die im Zusammenhang mit dem unerwünschten
Verkleben der Tinte auftreten. Zusätzlich besitzen viele
Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung andere wichtige
Eigenschaften, einschließlich einer Wasserechtheit von 80 bis
95%, einem pH von 4 bis 7, einer Oberflächenspannung von 30
bis 60 dyn/cm und einer Viskosität von 3 bis 5 cP. Bilder
mit akzeptabler Farbintensität und hervorragender Auflösung
werden erhalten, wenn diese Tinten in einem Verfahren,
welches einen Tintenstrahl zur Erzeugung von Zeichen
verwendet, verwendet werden.
-
Zusätzliche Bestandteile in Mengen von 5 bis 15 Gew.-% des
Wasser/Lösungsmittel-Gemisches können den
Tintenzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung zugegeben werden, so wie
oberflächenaktive Mittel wie Polyethoxyalkohol, Biozide,
Komplexbildner wie Natriumsalze von
Ethylendiamintetraessigsäure und Pufferlösungen. Bezüglich der
oberflächenaktiven Mittel kann z. B. aus Polyethylenderivaten von
langkettigen Alkylaminen, Alkoholen, Alkylphenolen und
Fettsäureestern ausgewählt werden. Beispiele für Biozide sind
Dowcide, und Beispiele für Pufferlösungen umfassen
Ammoniumacetat/Aluminiumhydroxid und dergleichen. Jedoch ist
es bei den Tinten der vorliegenden Erfindung bevorzugt, daß
keine oberflächenaktiven Mittel oder Komplexbildner
zugegeben werden.
-
Die Zubereitung der hierin beschriebenen
Tintenzusammensetzungen wird durch einfaches Vermischen der Bestandteile,
umfassend Wasser, das organische Lösungsmittel und die
Farbstoffbestandteile durchgeführt. In einer spezifischen
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die
Tintenzusammensetzungen z. B. durch Auflösen einer ausreichenden
Menge an Farbstoff zu einer im wesentlichen gesättigten
Lösung eines organischen Lösungsmittels hergestellt. Danach
wird die Lösung bei Raumtemperatur gemischt, worauf eine
Filtration, z. B. unter Verwendung eines 3 um-Filters folgt,
um unlösliche Verunreinigungen und ungelöstes
Farbstoffmaterial zu entfernen. Danach wird die fertige
Tintenzusammensetzung durch einfache Zugabe einer entsprechenden Menge an
destilliertem Wasser und reinem Lösungsmittel, wie Sulfolan®
zubereitet, was zu einer Tinte führt, die bevorzugt 2 Gew.-%
des Farbstoffes und 98 Gew.-% eines 40 : 60-Gemisches aus
Lösungsmittel:Wasser enthält. Andere ähnliche Verfahren zur
Herstellung können gewählt werden, welche speziell das
Mischen von Wasser mit dem Lösungsmittel, gefolgt von der
Zugabe des spiritlöslichen Farbstoffes, und das Mischen von
Wasser mit Lösungsmittelgemischen, gefolgt von der Zugabe
eines spiritlöslichen Farbstoffes umfassen. Es können
wasserlösliche
Farbstoffe, welche in spiritlösliche Farbstoffe
umgewandelt worden sind, gewählt werden, mit Verweis auf den
Magenta-Farbstoff, der in Verarbeitungsbeispiel II
dargestellt ist. Zusätzlich ermöglicht die vorliegende Erfindung
die Herstellung von Transparentfolien, die ein
Trägersubstrat aus z. B. Polysulfonen, die darauf einen Überzug der
hierin beschriebenen Tintenzusammensetzungen enthalten,
umfassen. Die Dicke des Trägersubstrats der Transparentfolie
hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, einschließlich der
ausgewählten Bestandteile. Gewöhnlich besitzt dieses
Substrat jedoch eine Dicke von 75 bis 125 um.
-
Die folgenden Beispiele sind spezifische Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung. Teile und Prozente sind auf das
Gewicht bezogen, wenn nicht anders angegeben.
Beispiel I
-
Eine Zusammensetzung mit schwarzer Tinte wurde mit dem
folgenden Verfahren hergestellt. In einem 100 ml-Kolben
wurden 4 g des schwarzen Farbstoffes Orasol Black RLP mit 30 g
des organischen Lösungsmittels Tetramethylensulfon,
erhältlich von Phillips Petroleum als Sulfolan®, etwa 4 Stunden
lang gemischt. Danach wurde die erhaltene Lösung durch ein
3 um-Filter filtriert, um eine geringfügige Menge eines
Rückstandes zu entfernen, und das erhaltene Filtrat wurde
dann mit zusätzlichen 47 g Sulfolan®, 118 g Wasser und 20 g
N-Methylpyrrolidon verdünnt. So wurde eine fertige
Tintenzusammensetzung erhalten, die 2% Orasol Black RLP-
Farbstoff, 35% Sulfolan®, 10% N-Methylpyrrolidon und 53%
Wasser enthielt.
-
Diese Tinte besaß eine Wasserechtheit von 95% auf mit
Silica-Material beschichtetem Diablo-Papier, bestimmt durch
Messung der optischen Dichten vor und nach dem Eintauchen
der Tinte, als ein Überzug auf Papier, 10 Minuten lang unter
Rühren in Wasser. Der Wert der Wasserechtheit ist das
Verhältnis der optischen Dichte nach dem Eintauchen in Wasser
und vor dem Eintauchen in Wasser.
-
Zusätzlich besaß diese Tinte die folgenden Eigenschaften:
-
Oberflächenspannung 48 dyn/cm
-
Viskosität 3,5 cP
-
Frequenzverhalten
(Frequency Response) 5 kHz
-
Latenzzeit (Latency Time) 600 s
-
Lebensdauer des Heizelementes mehr als 10&sup7; Tropfen
-
Das Frequenzverhalten beschreibt die Rate, mit welcher die
Tropfen der Tintenzusammensetzung von einer Tintenstrahldüse
emittiert werden können, während die Latenz zeit die Zeit
beschreibt, während der eine gegebene Konzentration eines
Tintenstrahles bei einer relativ geringen relativen
Feuchtigkeit von etwa 10% nicht benutzbar bleibt (Ruhezustand). Die
Lebensdauer des Heizelements beschreibt die Anzahl der
Tropfen, die ohne ein Einbrennen oder Verlust der
Tropfencharakteristika erzeugt werden können.
Beispiel II
-
Eine Zusammensetzung mit magenta-farbener Tinte wurde mit
dem folgenden Verfahren hergestellt. In einem 250 ml-Kolben
wurden 21 g des Magenta-Farbstoffes Direct Brilliant Pink B
(C.I.Direct Red No.9) mit 21 g Diphenylguanidiniumsulfat und
161 g des organischen Lösungsmittels Tetramethylensulfon,
erhältlich als Sulfolan®, gemischt. Danach wurde die
erhaltene Lösung vier Stunden lang unter Rühren auf 60ºC erwärmt,
wobei das ursprüngliche Magenta-Chromophormaterial im
wesentlichen gelöst wurde, und eine Menge an kristallinem
weißen Salz ausfiel, das im wesentlichen aus Natriumsulfat
bestand. Die erhaltene Lösung wurde durch ein 3 um-Filter
filtriert, um den weißen Niederschlag vom Filtrat abzutrennen.
Die betragsmäßige Zusammensetzung des Filtrats betrug 11,4%
Direct Red No. 9 und 88,6% Sulfolan®. Zu 10 g des Filtrats
wurden 3 g N-Methylpyrrolidon, 12 g zusätzliches Sulfolan®
und 13,9 g Wasser zugegeben, um eine fertige
Tintenzusammensetzung aus 3,8% des Diphenylguanidiniumsalzes des Direct
Red No. 9-Farbstoffes, 10,0% N-Methylpyrrolidon, 40,0%
Sulfolan® und 46,2% Wasser zu erhalten.
-
Diese Tinte besaß eine hohe Oberflächenspannung von 52
dyn/cm und eine Viskosität von 2,5 cP. Geringfügige
Abscheidungen auf dem Heizelement waren ab mindestens 10&sup7; Pulsen
erkennbar, und die Latenzzeit betrug etwa 800 s bei
Raumtemperatur und einer relativen Feuchtigkeit von 10%. Eine
Wasserechtheit von 80% wurde auf Diablo-Silica-Materialpapier
einige Tage nach dem Druck erreicht.
Beispiel III
-
2 g des handelsüblichen Farbstoffes Aizen Spilon Yellow
CGNH, ein spiritlöslicher Farbstoff, der im wesentlichen
unlöslich in Wasser ist, erhältlich von Hodogaya Chemical
Company, Ltd., wurden mit 18 g des Sulfolan®-Lösungsmittels in
einem 100 ml-Kolben gemischt, 10 Minuten lang auf 38ºC
erwärmt, und dann durch ein 31 um-Filter filtriert. Das
erhaltene Filtrat, 17,9 g, wurde dann mit 0,9 g Sulfolan®,
21,5 g Wasser und 4,5 g N-Methylpyrrolidon gemischt, was zu
einer fertigen Tintenzusammensetzung führte, die 4 Gew.-%
Aizen Spilon Yellow CGNH-Farbstoff, 10 Gew.-%
N-Methylpyrrolidon, 38 Gew.-% Sulfolan® und 48% Wasser umfaßte. Diese
Tinte ergab eine hellgelbe Farbe (bright process yellow
color) mit einer Reflexionsdichte von mehr als 1,2, wenn sie
mit einem modifizierten Diablo-Drucker-Versuchsaufbau auf
mit Silica-Material beschichtetem Diablo-Papier gedruckt
wurde. Weiterhin besaß diese Tinte Eigenschaften ähnlich der
Tintenzusammensetzung von Beispiel I. Weiterhin kamen mit
der Tinte dieses Beispiels, sowie der aus Beispiel I, kein
Verkleben der Tinten vor, und ferner wurden keine Bildfehler
beobachtet.
Beispiel IV
-
Es wurde im nachfolgenden eine Tintenzusammensetzung
hergestellt, die insbesondere verwendbar in thermalen
Tintenstrahldruckverfahren, wie oben beschrieben, war. 2 g des
spiritlöslichen Cyan-Farbstoffes Orasol Blue GN (C.I.67)
(Ciba-Geigy) wurden mit 25,4 g Sulfolan® 6 Stunden lang
gerührt. Die erhaltene Lösung wurde dann mit 39 g Wasser
verdünnt, eine Stunde lang gerührt, und dann durch ein 3 um-
Filter filtriert. Danach wurde die erhaltene konzentrierte
Tinte mit der geeigneten Menge eines
40/60-Lösungsmittelgemisches aus Sulfolan® und Wasser verdünnt, was zu einer
Tinte führte, die 1,5% Orasol Blue GN, 40% Sulfolan® und
58,5% Wasser enthielt.
-
Diese Tinte besaß Eigenschaften ähnlich der Tinte von
Beispiel I. Es wurde eine Dichte auf der bedruckten Fläche
(solid area density) von 1,30 auf mit Silica-Material
beschichtetem Diablo-Papier erreicht, und nur unwesentliche
Abscheidungen auf dem Heizelement wurden nach 2·10&sup7;
Tropfen mit der oben hergestellten Tinte gefunden. Andere
wichtige Eigenschaften dieser Tinte umfaßten eine relativ hohe
Oberflächenspannung von 48 dyn/cm, eine geringe Viskosität
von 2,5 cP, 84% Wasserechtheit und ein negatives Ergebnis
beim Test auf mutagene Eigenschaften (Ames-Test).