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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein auf Pigmenten basierendes Tintenset und eine auf Pigmenten basierende
gelbe Tintenzusammensetzung, welche Bilder ermöglicht, die eine ausgezeichnete
Farbwiedergabe und ausgezeichnete Beständigkeitseigenschaften aufweisen.
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Stand der Technik
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Das Tintenstrahlaufnahmeverfahren
ist ein Druckverfahren, bei dem Tropfen einer Tintenzusammensetzung
ausgestoßen
und auf einem Aufnahmemedium, wie Papier, abgelagert werden, um
Drucken durchzuführen.
Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein Bild mit hoher
Auflösung
und hoher Qualität
mit großer
Geschwindigkeit und mittels eines relativ billigen Apparates gedruckt
werden kann.
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Im Allgemeinen umfasst die Tintenzusammensetzung,
welche im Tintenstrahlaufnahmevertahren benutzt wird, Wasser als
Hauptkomponente, und, dem Wasser beigefügt, eine Farbstoffkomponente
und ein Benetzungsmittel, wie Glycerin, um Verstopfen zu verhindern
sowie für
andere Zwecke. Auf Grund der intensiven Farbart und hohen Farbsättigung
des Färbemittels,
der Fülle
von verwendbaren Färbemitteln,
der Löslichkeit in
Wasser usw. wurde eine Vielzahl an wasserlöslichen Farbstoffen als Färbemittel
für die
Verwendung in Tintenzusammensetzungen für das Tintenstrahlaufnahmeverfahren
benutzt.
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Die Farbstoffe haben allerdings oft
eine geringe Lichtbeständigkeit,
Wasserbeständigkeit
und verschiedene andere Eigenschaften. Deshalb haben Ausdrücke, die
durch Verwendung dieser Farbstofftintenzusammensetzungen erhalten
wurden, eine geringe Lichtbeständigkeit
und Wasserbeständigkeit.
Die Wasserbeständigkeit
wurde dadurch verbessert, dass spezielle Aufnahmepapiere mit einer
Tintenabsorptionsschicht für Tintenstrahlaufnahmeverfahren
verwendet wurden. Für
normales Papier ist die Verbesserung der Wasserfestigkeit jedoch
noch immer ungenügend.
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Pigmente haben im Vergleich zu Farbstoffen
eine deutlich bessere Lichtbeständigkeit
und Wasserbeständigkeit.
Deshalb wurden in letzter Zeit Studien zur Verwendung von Pigmenten
als Färbemitteln
in der Tintenzusammensetzung für
Tintenstrahlaufnahmeverfahren durchgeführt, um die Lichtbeständigkeit
und Wasserbeständigkeit
von gedruckten Bilder zu verbessern. Da die Pigmente im Allgemeinen
wasserunlöslich
sind, sollte in diesem Fall, wenn ein Pigment in einer auf Wasser
basierenden Tintenzusammensetzung verwendet wird, ein Verfahren
gewählt
werden, welches das Vermischen des Pigmentes mit einem Harz oder ähnlichem, einem
sogenannten Dispergiermittel, zur Herstellung einer Mischung umfasst,
ferner das stabile Dispergieren dieser Mischung in Wasser, und dann
die Herstellung einer Tintenzusammensetzung mit dieser Dispersion.
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Um Pigmente in einem Wassersystem
stabil zu dispergieren, sollten Studien bezüglich der Art und des Partikeldurchmessers
des Pigments, der Art des verwendeten Harzes, des Dispergiermittels
usw. durchgeführt werden.
Bis heute wurde eine große
Zahl an Dispersionsverfahren und Tinten für das Tintenstrahlaufnahmevertahren
im Stand der Technik vorgeschlagen. Beispielsweise schlägt das japanische,
offengelegte Patent Nr. 252467/1991 eine Tintenzusammensetzung vor
umfassend Wasser, ein Styrol/Maleinsäurecopolymer, Ɛ-Caprolactam
und ein Pigment, und das japanische, offengelegte Patent Nr. 79680/1991
schlägt
eine Tintenzusammensetzung vor umfassend ein wässriges Medium, ein Styrol/Maleinsäurecopolymer,
und ein Kupferphthalocyanin-Pigment.
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Eine weitere Aufgabe, die für Tintenzusammensetzungen,
welche Pigmente als Färbemittel
umfassen, gelöst
werden muß,
ist die Verbesserung des Abriebs/Kratzwiderstands von gedruckten
Bildern. Genauer gesagt verbleiben Pigmente im Gegensatz zu Farbstoffen,
die in das Aufnahmemedium eindringen können, auf der Oberfläche des
Aufnahmemediums, so dass die Verbesserung des Abriebs/Kratzwiderstands
nötig wird.
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Wenn die Verwendung von Pigmenten
als Färbemittel
in Tinten für
das Tintenstrahlaufnahmevertahren in Erwägung gezogen wird, haben Pigmente
im Vergleich zu Farbstoffen eine bessere Lichtbeständigkeit
und Wasserbeständigkeit,
auf der anderen Seite gibt es aber eine geringere Zahl an möglichen
verwendbaren Färbemitteln.
Bei der tatsächlichen
Verwendung von Tinten für
Tintenstrahlaufnahmeverfahren sollte neben der Lichtbeständigkeit
und Wasserbeständigkeit
auch die Farbschattierung ausgiebig studiert werden.
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Zusätzlich wurde ein Vorschlag
gemacht, um das Eindrngen der Tintenzusammensetzung zu verbessern,
die Trocknungszeit zu verkürzen
und größere Pixel
(beispielsweise einen Punkt) unter Verwendung einer geringeren Menge
an Tinte zu bilden. In den auf Pigmenten basierenden Tintenzusammensetzungen
ist jedoch auf Grund der Relation von Pigmenten und anderen Zutaten
kein befriedigendes Eindringen gewährleistet.
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Weiterhin wurde im Stand der Technik
in den letzten Jahren die Bildung von Farbbildern durch Tintenstrahlaufnahmeverfahren
mit einer Mehrzahl an farbigen Tintenzusammensetzungen durchgeführt. Farbbilder werden
generell durch drei Farben gebildet unter Verwendung einer gelben
Tintenzusammensetzung, einer magentafarbenen Tintenzusammensetzung
und einer cyanfarbenen Tintenzusammensetzung, und in einigen Fällen mit
vier Farben, durch die eben genannten drei Farbzusammensetzungen
und zusätzlich
einer schwarzen Tintenzusammensetzung. Für die Tintenzusammensetzung
für die
Bildung solcher Farbbilder ist es nötig, dass sie selbst eine ausgezeichnete
Farbentwicklung haben, und, wenn sie in Verbindung mit mehreren
Tintenzusammensetzungen verwendet werden, dass sie zusätzlich gute Übergangsfarben
und Schwarz bilden können.
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Wenn in solchen Farbbildern auch
nur eine einzige Farbe enthalten ist, die eine geringe Lichtbeständigkeit
hat, bewirkt das eine Änderung
in der Farbschattierung der Bilder, welches eine extrem schlechtere Qualität der Farbbilder
hervorruft. Daher ist für
farbige Tintenzusammensetzungen eine geregeltere Lichtbeständigkeit
nötig.
Unter anderem sind Bilder, die mittels eines Tintenstrahlaufnahmeverfahrens
gedruckt wurden, in verschiedenen Formen verwendbar. Beispielsweise
werden insbesondere fotografieartige Bilder als Ausstellungsstücke dem
Licht von Fluoreszenzlampen oder im Freien dem direktem Sonnenlicht über einen längeren Zeitraum
ausgesetzt usw.. Aus diesem Grund ist die Lichtbeständigkeit
eine sehr wichtige Eigenschaft, die Bilder, die mit dem Tintenstrahlaufnahmeverfahren
hergestellt wurden, haben müssen.
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C.I. Pigment Yellow 74 wurde bisher
ausgiebig als Färbemittel
für gelbe
Tinten benutzt. Dieses Pigment weist eine deutlich bessere gelbe
Farbentwicklung als andere, auf Pigmenten basierende, Färbemittel. Für C.I. Pigment
Yellow 74 gibt es jedoch Raum für
weitere Verbesserungen in der Lichtbeständigkeit.
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Andererseits ist eine Bedingung von
Tintenzusammensetzungen für
Tintenstrahlaufnahmevertahren die Realisierung guter Bilder, die
frei von Auslaufen oder Ausbluten auf dem Aufnahmemedium sind, und
zusätzlich
ein sicherer Ausstoß durch
Düsen im
Tintenstrahlaufnahmekopf ohne Abweichung von der vorbestimmten Richtung
der Flugbahn der Tropfen. Ein Fehler in der auszustoßenden Tinte
oder der Ausstoß von Tintentropfen
in einer von der vorbestimmten Richtung der Tintentropfen abweichenden
Richtung (die Abweichung von Tintentropfen von einer vorbestimmten
Richtung der Flugbahn der Tintentropfen wird hierin oft als „Tintentropfen-Flugbahnrichtungsproblem" bezeichnet) resultiert
in Aussetzern, einer niedrigen Auflösung der Bilder und anderen
unvorteilhaften Phänomenen.
Um einen Fehler in der auszustoßenden
Tinte oder das Tintentropfen-Flugbahnrichtungsproblem zu verhindern,
wurden verschiedene Vorschläge
zur Regulierung der Art und Menge an Zutaten gemacht, die zur Tintenzusammensetzung
hinzugegeben werden. Weiterhin wurden verschiedene Vorschläge zur Konstruktion
eines Tintenstrahlaufnahmekopfes gemacht, mit dem es weniger wahrscheinlich
ist, dass ein Tintentropfen-Flugbahnrichtungssproblem entsteht.
Dafür wurde
beispielsweise ein Verfahren vorgeschlagen, welches den Düsenplatten
die Eigenschaften verleiht, dass die Düsenplatte weniger wahrscheinlich
durch die Tinte benetzt wird (tintenabweisende Eigenschaften), wodurch
es den Tintentropfen ermöglicht
wird, sicher und ohne das Tintentropfen-Flugbahnnchtungsproblem
ausgestoßen
zu werden. Beispielsweise schlägt
das japanische offengelegte Patent 107848/1982 vor, dass eine tintenabweisende
Beschichtung eines Fluorharzes oder ähnlichem gleichmäßig durch
Sputtering auf einer inneren Oberfläche von Düsen sowie auf der Oberfläche der
Düsenplatte
aufgetragen wird, um zu verhindern, dass die Tinte um die Düsen herum
ausläuft.
Weiterhin schlägt
das japanische offengelegte Patent 125220/1995 vor, eine tintenabweisende
Beschichtung zur Verfügung
zu stellen, welche sich in einer vorbestimmten Weise auf die interne
Oberfläche
von Düsen
ausdehnt, wie in einem Zusammenhang mit der Menge an Tinte in den
Tropfen bestimmt.
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US-A-5,900,899 beschreibt ein Tintenset
zur Verwendung für
ein Tintenstrahlaufnahmevertahren, umfassend eine schwarze Tintenstrahlaufnahmetinte
beinhaltend ein schwarzes Pigment, ein erstes polymeres Dispergiermittel
und Wasser; und eine farbige Tintenstrahlaufnahmetinte, beinhaltend
ein chromatisches Pigment, ein zweites polymeres Dispergiermittel
und Wasser.
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EP-A-0692527 beschreibt ebenfalls
ein Set von auf Wasser basierenden Pigmenttinten zum Tintenstrahldrucken,
umfassend eine schwarze Pigmenttinte und andere Pigmenttinten, welche
in der Färbung
von der schwarzen Pigmenttinte verschieden sind.
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EP-A-0867484 beschreibt eine Tintenzusammensetzung,
die für
Tintenstrahlenaufnahmevertahren geeignet ist, umfassend ein Färbemittel,
feine Polymerpartikel, ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel und
Wasser.
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Die oben genannten drei Referenzen
offenbaren alle neben vielen anderen C.I. Pigment Yellow 128 als
geeignetes Färbemittel
als Zusatz zu den beschriebenen Tintensets.
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Keine dieser Referenzen beschreibt
jedoch ein Tintenset mit der speziellen Kombination aus mindestens
4 Tintenzusammensetzungen, wie in der vorliegenden Erfindung definiert.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die Erfinder haben jetzt gefunden,
dass ein Tintenset, umfassend eine Kombination von farbigen Tintenzusammensetzungen,
welche jeweils spezielle Pigmente beinhalten, zur Realisierung von
Bildern geeignet sind, die eine ausgezeichnete Farbwiedergabe haben.
Die Erfinder haben weiterhin gefunden, dass eine Kombination der
farbigen Tintenzusammensetzungen mit einem Tintenstrahlaufiahmeverfahren,
welches einen Tintenstrahlaufnahmekopf mit einer Düsenplatte
benutzt, wie sie im japanischen offengelegten Patent 125220/1995
beschrieben wurde, Fehler in den auszustoßenden Tintentropfen sowie
das Tintentropfen-Flugbahnrichtungsproblem vermeiden kann und weiterhin
hohe Ansprechfrequenzen ermöglicht.
Weiterhin haben die Erfinder gefunden, dass eine gelbe Tintenzusammensetzung,
beinhaltend C.I. Pigment Yellow 128, Bilder realisieren kann, die
eine ausgezeichnete Farbwiedergabe und Lichtbeständigkeit haben. Die vorliegende
Erfindung wurde, basierend auf diesen Ergebnissen, gemacht.
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Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein auf Pigmenten basierendes Tintenset zur Verfügung zu
stellen, eine gelbe Tintenzusammensetzung, beinhaltend C.I. Pigment
Yellow 128, sowie Bildaufnahmeverfahren, welche dieses benutzen
und welche Bilder realisieren können,
die eine ausgezeichnete Farbwiedergabe haben.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird ein Tintenset zur Verfügung gestellt, umfassend mindestens
eine gelbe Tintenzusammensetzung, eine magentafarbene Tintenzusammensetzung,
eine cyanfarbene Tintenzusammensetzung und eine schwarze Tintenzusammensetzung,
worin die gelbe Tintenzusammensetzung C.I. Pigment Yellow 128 als
Färbemittel
umfasst, worin die magentafarbene Tintenzusammensetzung C.I. Pigment
Red 122 als Färbemittel
umfasst, worin die cyanfarbene Tintenzusammensetzung C.I. Pigment
Blue 15:3 als Färbemittel
umfasst und worin die schwarze Tintenzusammensetzung Carbon-Black
als Färbemittel
umfasst.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird eine gelbe Tintenzusammensetzung zur
Verfügung
gestellt, umfassend: 1 bis 5 Gew. % an C.I. Pigment Yellow 128;
ein wasserlösliches
Harz auf der Basis von Styrol-(Meth)acrylsäure; 0,1 bis 30 Gew. % Glycerin;
1 bis 20 Gew. % Triethylenglykolmonobutylether; 0,1 bis 5 Gew.-%
eines Acetylenglykols; und ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Diagramm, welches die Konstruktion einer Düsenplatte in einem Tintenstrahlaufnahmekopf
zeigt, wie er erfindungsgemäß zusammen
mit der Tintenzusammensetzung verwendet wird; und
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2 ist
eine vergrößerte Sicht
der Düsenplatte,
wie sie in 1 gezeigt
ist.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
, Das erfindungsgemäße Tintenset
kann in Aufnahmeverfahren benutzt werden, die eine Tintenzusammensetzung
benutzen. Aufnahmeverfahren, die eine Tintenzusammensetzung benutzen,
beinhalten beispielsweise ein Tintenstrahlaufnahmeverfahren, ein
Aufnahmeverfahren, welches Schreibutensilien benutzt, wie Stifte,
und verschiedene andere Druckverfahren. Besonders bevorzugt kann
das erfindungsgemäße Tintenset
im Tintenstrahlaufnahmeverfahren benutzt werden.
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Tintenset
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Das erfindungsgemäße Tintenset umfasst im Wesentlichen
eine cyanfarbene Tintenzusammensetzung, eine magentafarbene Tintenzusammensetzung,
eine gelbe Tintenzusammensetzung und eine schwarze Tintenzusammensetzung,
worin die gelbe Tintenzusammensetzung C.I. Pigment Yellow 128 als
Färbemittel umfasst,
die magentafarbene Tintenzusammensetzung C.I. Pigment Red 122 als
Färbemittel
umfasst, die cyanfarbene Tintenzusammensetzung C.I. Pigment Blue
15:3 als Färbemittel
umfasst, und die schwarze Tintenzusammensetzung Carbon-Black als
Färbemittel
umfasst. Diese Tintenzusammensetzungen beinhalten spezielle Pigmente
und können
in Kombination benutzt werden, um Bilder mit ausgezeichneter Farbwiedergabe zu
bilden. Da die oben genannten Pigmente als solche eine hohe Lichtbeständigkeit
haben, weisen die daraus geformten Bilder ebenfalls ausgezeichnete
Beständigkeitseigenschaften
auf.
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Der Gehalt an Pigment in jeder der
Tintenzusammensetzungen, die das erfindungsgemäße Tintenset bilden, kann genau
festgelegt werden. Der Gehalt an Pigment ist jedoch bevorzugt ungefähr 1 bis
5 Gew.%, bevorzugter 1,5 bis 4 Gew.-%.
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Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform
beträgt
der Gehalt an Carbon-Black nicht mehr als 3 Gew. %, bevorzugt nicht
mehr als 2,5 Gew. %, noch bevorzugter nicht mehr als 2 Gew.-%, basierend
auf der schwarzen Tintenzusammensetzung. Die Reduzierung des Anteils
an Carbon-Black, wenn gemeinsam mit anderen Tintenzusammensetzungen
beim Drucken eines Farbbildes auf einem Aufnahmemedium benutzt,
kann Bilder mit besseren schwarzen Reproduktionseigenschaften hervorbringen.
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Gemäß einer erfindungsgemäßen bevorzugten
Ausführungsform
können
diese Pigmente zu den Tintenzusammensetzungen als Pigmentdispersion
zugesetzt werden, hergestellt durch Dispersion des Pigments in einem
wässrigen
Medium mit Hilfe eines Dispergiermittels oder eines Tensids. Bevorzugte
Dispergiermittel beinhalten jene, wie sie üblicherweise in der Herstellung
von Pigmentdispersionen benutzt werden, beispielsweise polymere
Dispergiermittel.
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Beispiele von bevorzugten Dispergiermitteln,
wie sie hierin verwendet werden können, beinhalten kationische,
anionische und nicht-ionische Dispergiermittel. Beispiele von anionischen
Dispergiermitteln, wie sie hierin verwendet werden können, beinhalten
Polyacrylsäure,
Polymethacrylsäure,
Acrlsäure-Acrylonitrilcopolymer,
Vinylacetat-Acrylestercopolymer,
Acrylsäure-Alkylacrylatcopolymer,
Styrol-Acrylsäurecopolymer,
Styrol-Methacrylsäurecopolymer,
Styrol-Acrylsäure-Alkylacrylatterpolymer,
Styrol-Methacrylsäure-Alkylacrylatterpolymer,
Styrol-α-Methylstyrol-Acrylsäurecopolymer,
Styrol-α-Methylstyrol-Acrylsäure-Alkylacrylatcopolymer, Styrol-Maleinsäurecopolymer,
Vinylnaphthalin-Maleinsäurecopolymer,
Vinylacetat-Ethylencopolymer, Vinylacetat-Fettsäurevinylethylencopolymer, Vinylacetat-Maleinsäureestercopolymer,
Vinylacetat-Krotonsäurecopolymer
und Vinylacetat-Acrylsäurecopolymer.
Beispiele für
anionische Tenside, wie sie hierin verwendet werden können, beinhalten
Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumlaurylat und Ammoniumsalze
von Polyoxyethylenalkylethersulfaten. Beispiele von nicht-ionischen
Tensiden, wie sie hierin verwendet werden können, beinhalten Polyoxyethylenalkylether,
Polyoxyethylenalkylester, Polyoxyethylensorbitanfettsäureester,
Polyoxyethylenalkylphenylether, Polyoxyethylenalkylamine und Polyoxyethylenalkylamide.
Diese können
einzelnen oder in Kombination von zweien oder mehr verwendet werden.
Gemäß einer
erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform
ist das Dispergiermittel ein wasserlösliches Harz, basierend auf
einem Styrol-(Meth)acrylsäurecopolymer.
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Die Formulierung der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung
kann unter Einbeziehung der Aufnahmeverfahren usw. genau festgelegt
werden. Bevorzugt umfassen die Tintenzusammensetzungen im Wesentlichen
die oben genannten Färbemittel,
Wasser und ein wasserlösliches
organisches Lösungsmittel.
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Ein Beispiel des wasserlöslichen
organischen Lösungsmittels
ist ein hochsiedendes organisches Lösungsmittel. Das hochsiedende
organische Lösungsmittel
verhindert das Austrocknen der Tintenzusammensetzung und verhindert
dadurch das Verstopfen des Druckkopfes. Bevorzugte Beispiele von
hochsiedenden organischen Lösungsmitteln,
wie sie hierin verwendet werden können, beinhalten: mehrwertige
Alkohole wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Polyethylenglykol,
Polypropylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, 1,2,6-Hexantriol,
Thioglykol, Hexylenglykol, Glycerin, Trimethylolethan und Trimethylolpropan;
Alkylether mehrwertiger Alkohole wie Ethylenglykolmonoethylether,
Ethylenglykolmonobutylether, Diethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonoethylether,
Diethylenglykol-monobutylether, Triethylenglykolmonomethylether,
Triethylenglykolmonoethylether, und Triethylenglykolmonobutylether;
Harnstoff; 2-Pynolidon; N-Methyl-2-pyrrolidon; 1,3-Dimethyl-2- imidazolidinon; und
Triethanolamin. Obwohl der zugegebene Gehalt an hochsiedenden organischen
Lösungsmitteln
nicht besonders beschränkt
ist, beträgt
er bevorzugt ungefähr
0,1 bis 30 Gew: %, bevorzugter ungefähr 0,5 bis 20 Gew.-%.
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Die Tintenzusammensetzung kann weiterhin
ein niedrigsiedendes organisches Lösungsmittel als ein wasserlösliches
organisches Lösungsmittel
enthalten. Beispiele von bevorzugten niedrigsiedenden organischen
Lösungsmitteln,
wie sie hierin verwendet werden können, beinhalten Methanol,
Ethanol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butanol, s-Butanol, t-Butanol, i-Butanol
und n-Pentanol. Einwertige Alkohole sind besonders bevorzugt. Das
niedrigsiedende organische Lösungsmittel
hat den Effekt, dass die Trocknungszeit der Tintenzusammensetzung
verkürzt
wird.
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Gemäß einer erfindungsgemäßen bevorzugten
Ausführungsform
kann die Tintenzusammensetzung weiterhin ein Penetriermittel enthalten.
Penetriermittel, wie sie hierin verwendet werden können, beinhalten: verschiedene
Tenside, wie anionische, kationische und amphotere Tenside; Alkohole,
wie Methanol, Ethanol und Isopropylalkohol; und niedrige Alkylether
von mehrwertigen Alkoholen, wie Ethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonoethylether,
Diethylenglykolmonobutylether, Triethylenglykolmonobutylether, Propylenglykolmonobutylether
und Dipropylenglykolmonobutylether. Besonders bevorzugt sind Diethylenglykolmonobutylether
oder Triethylenglykolmonobutylether. Obwohl die Menge an zugegebenen
Penetriermittel genau festgelegt werden kann, beträgt sie bevorzugt
ungefähr
1 bis 20 Gew.-%, bevorzugter ungefähr 1 bis 10 Gew.-%.
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Beispiele des Penetriermittels beinhalten
Acetylenglykole gemäß der folgenden
Formel (I):
worin 0 ≦ m + n ≦ 50; und R
1,
R
2, R
3 und R
4, jeweils unabhängig voneinander, eine Alkylgruppe
sind.
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Kommerziell erhältliche Produkte können als
Acetylenglykole gemäß Formel
(I) verwendet werden. Spezielle Beispiele davon beinhalten OLFINE
Y und Surfynol 82, Surfynol 440, Surfynol 465 und Surfynol 485 (alle
oben genannten Produkte werden von Air Products und Chemicals Inc.
hergestellt). Besonders bevorzugt ist Surfynol 465. Diese können einzeln
oder in Kombination von zweien oder mehreren verwendet werden. Der Gehalt
an zugegebenen Penetriermittel ist bevorzugt im Bereich von ungefähr 0,1 bis
5 Gew.-%, bevorzugter 0,5 bis 2 Gew.%.
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Gelbe Tintenzusammensetzung
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Die Zutaten der gelben Tintenzusammensetzung
des erfindungsgemäßen Tintensets
sind bevorzugt wie folgt:
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Die erfindungsgemäße gelbe Tintenzusammensetzung
kann im Besonderen 1 bis 5 Gew.-% (bevorzugt ungefähr 1,5 bis
4 Gew.-%) C.I. Pigment Yellow 128 enthalten, ein wasserlösliches
Harz, basierend auf Styrol-(Meth)acrylsäure, 0,1 bis 30 Gew.-% (bevorzugt
0,5 bis 20 Gew.-%) Glycerin, 1 bis 20 Gew.-% (bevorzugt 1 bis 10
Gew.-%) Triethylenglykolmonobutylether, 0,1 bis 5 Gew. % (bevorzugt
0,5 bis 2 Gew. %) eines Acetylenglykols, und ein wasserlösliches
organisches Lösungsmittel.
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Gemäß einer erfindungsgemäß bevorzugten
Ausführungsform
der gelben Tintenzusammensetzung des Tintensets ist das wasserlösliche Harz,
basierend auf einem Styrol-(Meth)acrylsäurepolymer, ein Styrol-(Meth)acrylsäurepolymer,
das Acetylenglykol eine Verbindung gemäß der Formel (I), und das wasserlösliche organische
Lösungsmittel
ist bevorzugt Ethylenglykol, Diethylenglykol oder Triethanolamin.
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Düsenplatte
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Das erfindungsgemäße Tintenset wird bevorzugt
in einem Tintenstrahlaufnahmeverfahren benutzt, worin ein Tintenstrahlaufnahmekopf
mit einer Düsenplatte
verwendet wird, wie sie in dem japanischen, offengelegten Patent
125220/1995 beschrieben wird. Die Grundstruktur dieser Düsenplatte
ist in 1 gezeigt. In der
Düsenplatte 1 befindet
sich eine Düse 3 auf
einem Substrat 2. Eine tintenabweisende Beschichtung 4 befindet
sich auf dem Substrat 2 und erstreckt sich zusätzlich entlang
der inneren Oberfläche
der Düse 3 bis
zu einer Position 5 auf der inneren Oberfläche der
Düse 3. 2 ist eine vergrößerte Ansicht
eines Teils um die Düse 3.
Wenn die Tintenzusammensetzung in den Tintenstrahlaufnahmekopf mit
einer Düsenplatte
mit der oben genannten Struktur geladen wird, wird eine vibrierende
Meniskusoberfläche
der Tintenzusammensetzung gebildet, die in Form einer Linie ist,
die die unteren Enden 5 der tintenabweisenden Beschichtung
innerhalb der Düse 3 verbindet.
Die Position des Vibrationszentrums A ist in 2 gezeigt. Beim Ausstoß der Tintenzusammensetzung
wird ein Tintentropfen in einer solchen Form ausgestoßen wie
durch B in 2 gezeigt, und
verlässt
dann die Düse.
Nach Ausstoß der
Tinte wird die Tintenzusammensetzung in eine Position zurückgezogen,
wie sie durch C in 2 gekennzeichnet
ist. Die Tintenzusammensetzung kehrt jedoch schnell in die Vibrationsposition
A des Meniskus zurück.
In der Düsenplatte,
wie sie in dieser Publikation beschrieben wird, ist die Position
der unteren Enden 5 der tintenabweisenden Beschichtung
so lokalisiert, dass das Raumvolumen der Düse im inneren Teil von der
Oberfläche
der Düsenplatte 1 bis
zum Vibrationszentrum A des Meniskus, Vm, in einem Bereich von 0,05
bis 0,5 ist, basierend auf dem Volumen von der Oberfläche 4 der
(Düse 3 bis
zur Oberfläche
B der Tinte kurz vor dem Ausstoß,
das heißt
die Menge der ausgestoßenen
Tinte, Vi.
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Gemäß einer erfindungsgemäß bevorzugten
Ausführungsform
wird die tintenabweisende Beschichtung durch Eintauchen der Düsenplatte
in einen Elektrolyten gebildet, welcher Nickelionen und Partikel
eines wasserabweisenden polymeren Harzes, wie Polytetrafluorethylen,
dispergiert durch Ladungen, enthält,
durch Bilden einer Co-Abscheidung
an der Oberfläche
der Düsenplatte 1,
während
der Elektrolyt gerührt
wird. Die fluorpolymeren Materialien, wie sie während dieser Co-Abscheidung
benutzt werden können,
beinhalten Pnlytetrafluorethylen, Polyperfluoralkoxybutadien, Polyfluorvinyliden,
Polyfluorvinyl und Polydiperfluoralkylfumarat. Diese Harze können allein
oder als Mischung von zweien oder mehreren verwendet werden.
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Beispiele
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Die vorliegende Erfindung wird nun
genauer mit Bezug auf die folgenden Beispiele beschrieben, obwohl
sie nicht nur auf diese beschränkt
ist. In den folgenden Beispielen bedeutet „%" Gewichtsprozent, soweit nicht anderweitig
definiert.
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Die Einheit „duty°, wie hierin verwendet, ist
eine Einheit des Wertes D, wie er durch die folgende Gleichung (I)
definiert und berechnet wird:
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Herstellung der Tintenzusammensetzungen
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Die folgenden Tintenzusammensetzungen
wurden mit einem üblichen
Verfahren hergestellt. Genauer gesagt wurde eine Färbemittelkomponente
mit einer Dispersionskomponente dispergiert. Die anderen Bestandteile
wurden dann zugegeben und mit der Dispersion vermischt. Unlösliche Anteile
ab einer gewissen Größe wurden
durch Filtration entfernt, um die Tintenzusammensetzung herzustellen.
Die Tintenzusammensetzungen, die auf diese Weise hergestellt wurden,
wurden in Kombination miteinander verwendet, um ein Tintenset herzustellen. Tintenset
A Schwarze
Tinte
| Carbon-Black | 2,5% |
| Dispergiermittel
(Styrol/Acrylsäurecopolymer)
(feste Basis) | 0,9% |
| Glycerin | 13% |
| Diethylenglykol | 3% |
| Ethylenglykol | 5% |
| Surfynol
465 | 1
% |
| Reines
Wasser | Rest |
Gelbe
Tinte
| C.I.
Pigment Yellow 128 | 2,5% |
| Dispergiermittel
(Styrol/Acrylsäurecopolymer)
(feste Basis) | 1,5% |
| Glycerin | 15% |
| Triethanolamin | 0,6% |
| Ethylenglykol | 4% |
| Surfynol
465 | 1
% |
| Diethylenglykolmonobutylether | 5% |
| Reines
Wasser | Rest |
Magentafarbene
Tinte
| C.I.
Pigment Red 122 | 3,1% |
| Dispergiermittel
(Styrol/Acrylsäurecopolymer)
(feste Basis) | 1,0% |
| Glycerin | 14% |
| Diethylenglykol | 3% |
| Triethylenglykolmonobutylether | 8% |
| Surfynol
465 | 0,8% |
| Reines
Wasser | Rest |
Cyanfarbene
Tinte
| C.I.
Pigment Blue 15:3 | 2,5% |
| Dispergiermittel
(Styrol/Acrylsäurecopolymer)
(feste Basis) | 0,6% |
| Glycerin | 12% |
| Diethylenglykol | 3% |
| Ethylenglykol | 5% |
| Surfynol
465 | 1
% |
| Triethylenglykolmonobutylether | 5% |
| Reines
Wasser | Rest |
Tintenset
B Schwarze
Tinte
| Carbon-Black | 2,1
% |
| Dispergiermittel
(Styrol/Acrylsäurecopolymer)
(feste Basis) | 0,5% |
| Glycerin | 15% |
| Ethylenglykol | 5% |
| Triethanolamin | 0,7% |
| Surfynol
465 | 1
% |
| Diethylenglykolmonobutylether | 8% |
| Reines
Wasser | Rest |
Gelbe
Farbe
| C.I.
Pigment Yellow 128 | 3,5% |
| Dispergiermittel
(Styrol/Acrylsäurecopolymer)
(feste Basis) | 1,2% |
| Glycerin | 7% |
| Ethylenglykol | 4% |
| Triethanolamin | 0,g% |
| Surfynol
465 | 1
% |
| Triethylenglykolmonobutylether | 3% |
| Reines
Wasser | Rest |
Magentafarbene
Tinte
| C.I.
Pigment Red 122 | 3,4% |
| Dispergiermittel
(Styrol/Acrylsäurecopolymer)
(feste Basis) | 1,5% |
| Glycerin | 15% |
| Ethylenglykol | 7% |
| Triethanolamin | 0,7% |
| Surfynol
465 | 0,8% |
| Triethylenglykolmonobutylether | 5% |
| Reines
Wasser | Rest |
Cyanfarbene
Tinte
| C.I.
Pigment Blue 15:3 | 2,1% |
| Dispergiermittel
(Styrol/Acrylsäurecopolymer)
(feste Basis) | 0,8% |
| Glycerin | 18% |
| Diethylenglykol | 7% |
| Triethanolamin | 0,7% |
| Surfynol
465 | 1
% |
| Reines
Wasser | Rest |
Tintenset
C Schwarze
Tinte
| Carbon-Black | 5,1
% |
| Dispergiermittel
(Styrol/Acrylsäurecopolymer)
(feste Basis) | 2,4% |
| Glycerin | 12% |
| Diethylenglykol | 3% |
| Surfynol
465 | 1
% |
| Triethylenglykolmonobutylether | 5% |
| Ethylenglykol | 5% |
| Reines
Wasser | Rest |
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Die gelbe Tinte, magentafarbene Tinte
und cyanfarbene Tinte sind jene, wie sie für das Tintenset B hergestellt
wurden.
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Druckbewertungstest
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Das Drucken wurde unter Verwendung
der Tintensets, wie sie oben hergestellt wurden, in einem Tintenstrahldrucker "MJ-930", hergestellt durch
Seiko Epson Corporation, auf einem speziellen Aufnahmemedium für Tintenstrahlaufnahmen
(ein spezieller glänzender
Film, hergestellt von Seiko Epson Corporation) durchgeführt. Beim
Drucken betrug die Menge an ausgestoßener Tinte 0,040 μg pro Punkt
und die Auflösung
war 360 dpi × 360
dpi.
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Auswertungstest 1: Farbwiedergabe
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Die Tintensets A und B wurden verwendet,
um die einzelnen Farben Gelb, Magenta und Cyan, sowie Blau, Grün und Rot
durch Mischen der Farben, zu drucken. Die Farben wurden mit einem
Macbeth CE-7000 Spektrophotometer (hergestellt von Macbeth) gemessen,
um die Koordinaten des L*a*b* Farbsystems des Farbunterschied-Indikationsverfahrens
gemäß CIE (Commission
International de l'Eclairage)
zu bestimmen. Davon getrennt wurde Drucken unter Verwendung der
echten Tintenzusammensetzungen für
einen Tintenstrahldrucker MJ-930C durchgeführt. Für die Farben der so erhaltenen
Ausdrucke wurden die Koordinaten des L*a*b* Farbsystems des Farbunterschiedindikationsverfahrens
gemäß CIE in
der gleichen Weise wie oben beschrieben bestimmt.
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Die echten Farbstofftintenzusammensetzungen
für den
Tintenstrahldrucker MJ-930C waren von den Tintenzusammensetzungen,
die die Tintensets bilden, in der Farbschattierung unterschiedlich.
Deshalb wurde zum genauen Vergleich der echten Tintenzusammensetzungen
mit den Tintenzusammensetzungen, die die Tintensets bilden, die
Farbart C* für
die Tintenzusammensetzungen bestimmt und als quantitativer Wert
zur Bewertung benutzt.
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Die Farbart C* ist durch die folgende
Gleichung definiert: C* = ((a*)2 +
(b*)2)1/2
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Die Farbartwerte sind in der folgenden
Tabelle 1 gezeigt.
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Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist,
ist die Farbart im Fall der einzelnen Farben für die Tintenzusammensetzung,
die die Tintensets A und B bilden, gleich oder nicht mehr als 5%
schlechter als die Farbart für
die echten Tintenzusammensetzungen für den MJ-930C, während im Fall von Farbmischungen,
vor allem im Fall von Grün
und , die Farbart deutlich höher
war als die Farbart für
die echten Tintenzusammensetzungen für den MJ-930C.
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Bewertungstest 2: Lichtbeständigkeit
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Gedruckte Bilder (100% duty) wurden
mit den Tintensets A und B hergestellt. Die Lichtbeständigkeit der
so erhaltenen Ausdrucke wurde unter den folgenden Bedingungen bewertet.
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Die Ausdrucke wurden zunächst mit
Licht durch eine Xenon weather-o-meter Ci35A-Lampe (hergestellt von ATLAS) bestrahlt
unter Bedingungen einer Black Panel Temperatur von 63°C, einer
relativen Luftfeuchtigkeit von 50% und einer Bestrahlung von 340
nm ultravioletter Strahlung bei 0,35 W/m². Die Bestrahlungszeit betrug
284 Stunden bei 360 KJ/m² oder
568 Stunden bei 720 KJ/m².
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Nach der Bestrahlung wurde die Reflexionsdichte
der Ausdrucke mit einem Spektrophotometer GRETAG SPM (hergestellt
von GRETAG) bewertet unter Bedingungen einer Lichtquelle D50, kein
Lichtquellenfilter, absolutes Weiß als Referenzweiß und einen
Sichtwinkel von 2 Grad. Als Ergebnis übertraf für alle gelben, magenta, cyanfarbenen
und schwarzen Farben der Anteil an verbliebener Dichte über 90%.
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Bewertungstest 3: Bildqualität
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Lediglich die schwarzen Tinten in
den Tintensets A, B und C wurden benutzt, um einen schwarzen Ausdruck
auf einem Aufnahmemedium mit einer Größe von 10 × 10 cm zu drucken (100% duty).
In diesem Fall wurde das Bild einer Frau in ISO/JIS-SCID Hochauflösungsfarb-Digitalstandardbilddaten/Japanese
Standards Association: Name des Bildes „nl.tif" als Druckobjekt benutzt. Für diese
Ausdrucke wurde die schwarze Reproduktion wie folgt bewertet.
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Am Anfang wurden Schatten und schattierte
Teile des Bildes, wie beispielsweise die Schattierung des Bildobjekts
und die Haare der Person, visuell auf Glanzlosigkeit überprüft (der
Begriff „Glanzlosigkeit" bezieht sich auf
den Grad des Verlust an Glanz). Im Ergebnis erzielten die Tintensets
A und B gute Bilder, die frei von Glanzlosigkeit waren. Andererseits
litten die Bilder, erhalten mit dem Tintenset C, unter leichter
Glanzlosigkeit.
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Danach wurde der Glanz der Bilder
in den Ausdrucken gemessen. Der Glanz wurde mit einem PG-IM, hergestellt
durch Nippon Denshoku Co., LTD., gemessen unter Bedingungen eines
Einfallswinkels von 20 Grad, 65 Grad und 85 Grad. Die Ergebnisse
werden in Tabelle 2 gezeigt.
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Wie aus Tabelle 2 zu entnehmen ist,
wurden mit dem Tintenset C, umfassend eine schwarze Tinte mit einem
Gehalt an Carbon-Black von mehr als 3,0 Gew. %, Bilder erhalten,
die einen niedrigen Glanz hatten und von Glanzlosigkeit betroffen
waren.
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Bewertungstest 4: Druckstabilität
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Die Tintenzusammensetzungen, die
die Tintensets A bis C bilden, wurden kontinuierlich für eine lange Zeit
bei Raumtemperatur mit einem Tintenstrahldrucker MJ-930C gedruckt.
Die Ausdrucke wurden auf Ausfälle und
Sprtitzer der Tinte untersucht. Die Ergebnisse wurden gemäß dem folgenden
Kriterien bewertet. Die Ergebnisse der Bewertung werden in Tabelle
3 gezeigt.
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- A: Am Ende des Druckens für 48 Stunden war die Zahl der
Ausfälle
oder Spritzer der Tinte weniger als 10.
- B: Am Ende des Druckens für
48 Stunden war die Zahl der Ausfälle
oder Spritzer der Tinte 10.
- C: Am Ende des Druckens für
24 Stunden war die Zahl der Ausfälle
oder Spritzer der Tinte 10.
- D: Am Ende des Druckens für
24 Stunden war die Zahl der Ausfälle
oder Spritzer der Tinte mehr als 10.
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