DE60013347T2

DE60013347T2 - Tintenzusammensetzung enthaltend einen Kupferkomplex-Farbstoff

Info

Publication number: DE60013347T2
Application number: DE60013347T
Authority: DE
Inventors: Miharu Kanaya; Kyoichi Oka; Kazuaki Watanabe
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-04-06
Filing date: 2000-04-06
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2020-04-07
Also published as: US6514330B1; EP1043369A1; DE60013347D1; EP1043369B1; ATE275177T1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung, umfassend ein Kupferkomplex-Färbemittel, wie einen Kupferkomplex-Farbstoff oder ein Kupferphthalocyanin-Pigment.
Stand der Technik
Die Tintenstrahlaufzeichnung ist ein Druckverfahren, worin Tröpfchen einer Tintenzusammensetzung ausgestoßen und auf Aufzeichnungsmedien, wie Papier, zur Durchführung des Druckens abgeschieden werden. Dieses Verfahren hat das Merkmal, dass Bilder mit hoher Auflösung und hoher Qualität bei einer hohen Geschwindigkeit mittels relativ billigen Vorrichtungen gedruckt werden können. Eigenschaften, die mit Betriebssicherheit, wie dem Nichtauftreten von Niederschlägen, wie einem Niederschlag, in der Tintenzusammensetzung, mit guter Erholung vom Verstopfen der Düse und ausgezeichneter Lagerstabilität verbunden sind, sind für eine Tintenzusammensetzung für das Tintenstrahlaufzeichnen erforderlich.
Im Falle von Tintenzusammensetzungen unter Verwendung von Farbstoffen als Färbemittel sind Metallionen (wie Calcium-, Magnesium-, Silicium- und Eisenionen), die in den Tintenzusammensetzungen enthalten sind, manchmal für das Auftreten von Niederschlägen oder verschlechterter Erholung von dem Verstopfen ursächlich. Aus diesem Grund sollten diese Metallionen in einer bestimmten Menge oder weniger gehalten werden. So wird z.B. in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 5073/1993 beschrieben, wie Calciumionen entfernt werden.
Gemäß Untersuchungen, die von den Erfindern der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden, wurde jedoch für Tintenzusammensetzungen unter Verwendung von Kupfer komplex-Farbstoffen das Auftreten von Niederschlägen in den Tintenzusammensetzungen oder eine schlechte Erholung vom Verstopfen selbst unter Bedingungen beobachtet derart, dass die Metallionen auf eine bestimmte Menge oder weniger eingestellt wurden.
Andererseits verursachen im Falle von Tintenzusammensetzungen unter Verwendung von nicht wasserlöslichen Pigmenten als Färbemittel die Teilchendurchmesser der Pigmente als solche manchmal das Auftreten von Niederschlägen oder eine verschlechterte Erholung vom Verstopfen der Düse. Daher ist die Regelung des Teilchendurchmessers wichtig für Tintenzusammensetzungen auf Pigmentbasis. Obwohl der Teilchendurchmesser von Bestandteilen in der Tintenzusammensetzung zur Zeit der Herstellung der Tintenzusammensetzung geregelt wird, treten häufig Niederschläge oder Ähnliches vor der Verwendung der Tintenzusammensetzung auf. Gemäß Untersuchungen, die von den Erfindern der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden, wurde das Auftreten von Niederschlägen in Tintenzusammensetzungen beobachtet, die Kupferkomplex-Färbemittel, wie Kupferphthalocyanin-Pigmente oder Farbstoffe mit einer Kupferkomplexstruktur, enthalten.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben nun festgestellt, dass die Regelung der Konzentration von freien Kupferionen in Tintenzusammensetzungen für die Tintenstrahlaufzeichnung, die ein Kupferkomplex-Färbermittel, wie einen Kupferkomplex-Farbstoff oder ein Kupferphthalocyanin-Pigment, enthalten, wirksam das Auftreten von Niederschlägen verhindern können und gleichzeitig auf einem hohen Niveau verschiedene Eigenschaften, die für Tintenzusammensetzungen für die Tintenstrahlaufzeichnung erforderlich sind, realisieren können. Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage dieser Feststellung gemacht worden.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine niederschlagsfreie Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung bereitzustellen.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung bereitzustellen, die auf einem hohen Niveau verschiedene Eigenschaften, die für Tintenzusammensetzungen für die Tintenstrahlaufzeichnung erforderlich sind, realisieren kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung, umfassend ein Kupferkomplex-Färbemittel, bereitgestellt, wobei die Tintenzusammensetzung eine freie Kupferionenkonzentration von nicht mehr als 10 ppm hat.
Somit stellt die vorliegende Erfindung eine Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung bereit, umfassend ein Kupferkomplex-Färbemittel zusammen mit einer Benzotriazolverbindung als Rostverhinderer und/oder einer Thiazolverbindung als Antischimmelmittel, wobei die Tintenzusammensetzung eine freie Kupferionenkonzentration von mehr als 10 ppm hat. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, umfassen spezielle Beispiele von hierin verwendbaren Kupferkomplex-Färbemitteln Kupferkomplex-Farbstoffe und Kupferphthalocyanin-Pigmente.
Spezielle Beispiele von hierin verwendbaren Kupferkomplex-Farbstoffen umfassen C.I. Direct Violet 47, 48, 90 und 92, C.I. Direct Blue 86, 87, 90, 98, 194, 195, 196, 199, 226 und 248, C.I. Direct Brown 95, 100, 112, 194 und 211, C.I. Direct Black 71, 105, 106, 107, 108 und 146, C.I. Acid Red 161, C.I. Acid Orange 87, 88 und 122, C.I. Acid Red 194, 209, 211, 215 und 216; C.I. Acid Blue 151, 154, 167, 168, 170, 171, 184, 187, 199, 229 und 234, C.I. Acid Green 56, 57, 60 und 65, C.I. Acid Brown 231, 232, 294 und 296, C.I. Acid Black 58, 60, 62, 64, 107, 108, 112, 115, 118, 119, 121, 122, 131, 132, 139, 140, 155 und 156, C.I. Mordant Blue 58, C.I. Solvent Yellow 61 und 80, C.I. Solvent Orange 37, 40 und 44, C.I. Solvent Red 83, 84 und 121, C.I. Solvent Violet 21, C.I. Solvent Blue 55, C.I. Solvent Black 22 und 23, C.I. Reactive Red 6, 7, 27, 32 und 130, C.I. Reactive Violet 1, 2, 3, 4, und 5, C.I. Reactive Blue 3, 7, 9, 10, 13, 14, 15, 18, 20 , 21, 25, 26, 38, 40, 41, 43, 52, 63, 71, 72, 77, 79, 80, 105, 113, 118, 120, 121, 122, 131, 140, 147 und 148, C.I. Reactive Brown 14, 18 und 19, C.I. Reactive Black 1, 8, 9, 13, 31 und 35, C.I. Reactive Green 5, 12, 14 und 15.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Kupferphthalocyanin-Pigment durch die folgende Formel wiedergegeben:
worin X ein Chlor- oder Bromatom oder ein Wasserstoffatom bedeutet, und n eine ganze Zahl von 14 bis 16 ist.
Das Kupferphthalocyanin-Pigment wird bevorzugter ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C.I. Pigment Green 7 und 36 und C.I. Pigment Blue 15 : x, worin x eine ganze Zahl von 1 bis 6 mit C.I. Pigment Blue 15 : 1 ist, C.I. Pigment Blue 15 : 3 und C.I. Pigment Blue 15 : 6 bevorzugte Pigmente sind.
Der Gehalt des Kupferkomplex-Färbemittels in der Tintenzusammensetzung kann in geeigneter Weise bestimmt werden. Das Kupferkomplex-Färbemittel beträgt jedoch bevorzugt etwa 0,1 bis 20 Gew.-%, bevorzugter etwa 1 bis 10 Gew.-%. Wenn das Kupferkomplex-Färbemittel ein Kupferkomplex-Farbstoff ist, beträgt der Gehalt des Kupferkomplex-Farbstoffs bevorzugt etwa 0,1 bis 20 Gew.-%, bevorzugter etwa 1 bis 10 Gew.-%. Wenn das Kupferkomplex-Färbemittel ein Kupferphthalocyanin-Pigment ist, beträgt der Gehalt des Kupferphthalocyanin-Pigments bevorzugt etwa 1 bis 10 Gew.-%, bevorzugter etwa 2 bis 5 Gew.-%.
Gemäß der Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung beträgt die freie Kupferionenkonzentration nicht mehr als 10 ppm, bevorzugter nicht mehr als 5 ppm. Verfahren, die zum Einstellen der freien Kupferionenkonzentration verwendbar sind, schließen ein Verfahren ein, worin der Reinigungsgrad des Färbemittels erhöht wird, und ein Verfahren, worin das freie Kupferion durch ein Maskierungsmittel maskiert wird. Beispiele von bevorzugten Maskierungsmitteln umfassen Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), Nitrilotriessigsäure, Hydroxyethylethylendiamintriessigsäure, Uramildiessigsäure und Metallsalze (z.B. das Natriumsalz) der vorstehenden Verbindungen.
Wenn die freie Kupferionenkonzentration in den vorstehenden Konzentrationsbereich fällt, kann eine Ausfällung nach der Herstellung der Tinte verhindert werden. Zusätzlich kann eine gute Lagerungsstabilität, Ausstoßstabilität und eine die Verstopfung verhindernde Wirkung erzielt werden.
Die freie Kupferionenkonzentration kann z.B. durch Ionenchromatografie, induktiv gekuppelte Plasma-Massenspektroskopie (ICP-MS) oder Kapillarelektrophorese gemessen werden.
Wenn das Kupferkomplex-Färbemittel ein Kupferphthalocyanin-Pigment ist, wird die vorstehende freie Kupferionenkonzentration bevorzugt durch die Zugabe von EDTA oder eines Metallsalzes davon realisiert. Die Menge von zugesetzter EDTA kann in geeigneter Weise bestimmt werden, so dass eine Ausfällung unterdrückt werden kann. Der Gehalt von EDTA beträgt bevorzugt nicht weniger als 20 Gew.-%, bezogen auf das Kupferphthalocyanin-Pigment. Da jedoch die Zugabe von EDTA in einer überschüssigen Menge die Gefahr mit sich bringt, dass die Stabilität der Tintenzusammensetzung verschlechtert wird, wird die obere Grenze der Menge von zugesetztem EDTA bevorzugt so bestimmt, dass EDTA die Stabilität der Tintenzusammensetzung nicht verschlechtert. Obwohl der Grund, weshalb die Zugabe von EDTA eine Ausfällung wirksam verhindern kann, noch nicht vollständig aufgeklärt worden ist, wird angenommen, dass der Grund darin liegt, dass die von dem Kupferphthalocyanin-Pigment abgeleitete Komponente durch EDTA maskiert wird. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben festgestellt, dass eine Behandlung des Kupferphthalocyanin-Pigments mit EDTA vor der Zugabe des Kupferphthalocyanin-Pigments zu der Tintenzusammensetzung eine Tintenzusammensetzung ergeben kann, die viel weniger wahrscheinlich eine Ausfällung hervorruft. Somit wird gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Tintenzusammensetzung bereitgestellt, umfassend ein Kupferphthalocyanin-Pigment zusammen mit einer Benzotriazolverbindung als Rostverhinderer und/oder einem Thiazol als Antischimmelmittel, wobei die Zusammensetzung eine freie Kupferionenkonzentration von nicht mehr als 10 ppm hat, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Inkontaktbringen eines Kupferphthalocyanin-Pigments mit EDTA oder einem Metallsalz von EDTA und
dann Herstellen einer Tintenzusammensetzung unter Verwendung des behandelten Kupferphthalocyanin-Pigments.
Gemäß einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine durch dieses Verfahren hergestellte Tintenzusammensetzung bereitgestellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einer Tintenzusammensetzung, umfassend einen Kupferkomplex-Farbstoff und eine Benzotriazolverbindung als Rostverhinderer oder eine Thiazolverbindung als Antischimmelmittel, die Einstellung der freien Kupferionenkonzentration wirksam das Auftreten einer Ausfällung verhindern. Gemäß Versuchen, die von den Erfindern der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden, hat eine Kombination der Benzotriazolverbindung als Rostverhinderer oder der Thiazolverbindung als Antischimmelmittel mit dem Kupferkomplex-Farbstoff eine beträchtliche Ausfällung hervorgerufen. Die Einstellung der freien Kupferionenkonzentration, selbst wenn die Tintenzusammensetzung die Benzotriazolverbindung als Rostverhinderer oder die Thiazolverbindung als Antischimmelmittel enthält, kann wirksam das Auftreten einer Ausfällung verhindern. Der Rostverhinderer und das Antischimmelmittel können natürlich auch zu Tintenzusammensetzungen zugesetzt werden, die Kupferphthalocyanin-Pigmente als Kupferkomplex-Färbemittel verwenden, und spezielle Beispiele von bevorzugten Rostverhinderern und Antischimmelmitteln werden später beschrieben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Zugabe von EDTA zu einer Tintenzusammensetzung, umfassend ein Kupferphthalocyanin-Pigment, ein eindringbares Lösemittel und/oder ein oberflächenaktives Mittel, eine Ausfällung wirksam verhindern. So weit die Erfinder der vorliegenden Erfindung wissen, ist das Auftreten einer Ausfällung signifikant, wenn die Tintenzusammensetzung ein Kupferphthalocyanin-Pigment und ein eindringbares Lösemittel und/oder ein oberflächenaktives Mittel enthält. Die Zugabe von EDTA kann die Ausfällung selbst dann wirksam verhindern, wenn die Tintenzusammensetzung ein Kupferphthalocyanin-Pigment und ein eindringbares Lösemittel und/oder ein oberflächenaktives Mittel enthält. Das eindringbare Lösemittel und das oberflächenaktive Mittel können natürlich auch zu Tintenzusammensetzungen zugesetzt werden, die Kupferkomplex-Farbstoffe als das Kup ferkomplex-Färbemittel verwenden, und spezielle Beispiele von bevorzugten eindringbaren Lösemitteln und oberflächenaktiven Mitteln werden später beschrieben.
Die Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält bevorzugt einen Rostverhinderer unter dem Gesichtspunkt der Verhinderung einer Korrosion von metallischen Teilen, die in Kontakt mit der Tintenzusammensetzung kommen. Beispiele von bevorzugten Rostverhinderern umfassen Benzotriazole, saure Sulfite, Natriumthiosulfat, Ammoniumthioglycolat, Diisopropylammoniumnitrit, Pentaerythrittetranitrat und Dicyclohexylammoniumnitrit. Unter diesen sind Benzotriazole besonders bevorzugt.
Die Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält bevorzugt Antischimmelmittel. Schimmel, der durch Verunreinigung mit Bakterien gewachsen ist, ist häufig die Ursache von verschlechterter Lagerungsstabilität der Tintenzusammensetzung oder des Verstopfens der Düse. Die Zugabe des Antischimmelmittels kann diese unvorteilhaften Phänomene wirksam verhindern. Beispiele von bevorzugten Typen von Antischimmelmitteln umfassen: Thiazol- und Isothiazolverbindungen, wie Benzisothiazolon, Isothiazolon, 1,2-Benzisothiazolin-3-on, 5-Chlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on, 2(Thiocyanmethylthio)-benzothiazol, 2-Mercaptobenzothiazol und 3-Allyloxy-1,2-benzisothiazol-1,1-oxid, Natrium-2,2-dimethyl-6-acetoxydioxan-1,3-dihydroacetat, Butyl-p-hydroxybenzoat, Kaliumsorbat, Natrium-2-pyridinthiol-1-oxid als anionisches oberflächenaktives Mittel, Natriumbenzoat, Natriumpropionat und Natriumdehydroacetat. Unter diesen sind Thiazol- und Isothiazolverbindungen besonders bevorzugt. Die Proxel-Reihen (Proxel BD, N, BD 20, GX, L, LV, XL-2 und TN), die von ZENECA erhältliche Diazolverbindungen sind, können ebenfalls bevorzugt verwendet werden.
Die Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält bevorzugt ein eindringbares Lösemittel. Beispiele von hierin verwendbaren eindringbaren Lösemitteln umfassen Alkylether von mehrwertigen Alkoholen. Spezielle Beispiele von Alkylethern von mehrwertigen Alkoholen umfassen Ethylenglycolmonoethylether, Ethylenglycolmonobutylether, Diethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonoethylether, Diethylenglycolmonobutylether, Triethylenglycolmonomethylether, Triethylenglycolmonoethylether und Triethylenglycolmonobutylether. Sie können allein oder als eine Mischung von zwei oder mehreren zugesetzt werden.
Die Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält bevorzugt ein oberflächenaktives Mittel. Beispiele von hierin verwendbaren oberflächenaktiven Mitteln umfassen Verbindungen, die durch die Formel (I) wiedergegeben sind:
worin 0 ≦ m + n ≦ 50 ist, R¹, R², R³ und R⁴ jeweils unabhängig eine Alkylgruppe (bevorzugt eine C_1-6-Alkylgruppe) bedeuten.
Im Handel erhältliche Produkte können als die durch die Formel (I) wiedergegebene Verbindung verwendet werden. Spezielle Beispiele davon umfassen OLFINE Y, OLFINE E 1010, Surfynol 82, Surfynol 440, Surfynol 465 und Surfynol 485 (sämtliche der vorstehenden Produkte sind von Air Products and Chemicals Inc.) hergestellt. Sie können allein oder in Kombination von zwei oder mehreren zugesetzt werden.
Beispiele von anderen hierin verwendbaren oberflächenaktiven Mitteln umfassen anionische oberflächenaktive Mittel (z.B. Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumlaurylat und ein Ammoniumsalz von Polyoxyethylenalkylethersulfaten), nicht-ionische oberflächenaktive Mittel (z.B. Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylester, Polyoxyethylensorbitanfettsäureester, Polyoxyethylenalkylphenylether, Polyoxyethylenalkylamine und Polyoxyethylenalkylamide).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Kupferphthalocyanin-Pigment zu der Tintenzusammensetzung als eine Pigmentdisper sion zugesetzt, erhalten durch Dispergieren des Pigments in einem wässrigen Medium mit Hilfe eines Dispergiermittels oder eines oberflächenaktiven Mittels. Bevorzugte Dispergiermittel umfassen Dispergiermittel, die gewöhnlich bei der Herstellung von Pigmentdispersionen verwendet werden, z.B. polymere Dispergiermittel. Es ist für den Durchschnittsfachmann ersichtlich, dass das in der Pigmentdispersion enthaltene Dispergiermittel und das oberflächenaktive Mittel auch als Dispergiermittel und als oberflächenaktives Mittel in der Tintenzusammensetzung wirken kann. Beispiele von bevorzugten polymeren Dispergiermitteln umfassen natürlich vorkommende polymere Verbindungen, und spezielle Beispiele davon umfassen Proteine, wie Leim, Gelatine, Casein und Albumin, natürlich vorkommende Kautschuke, wie Gummi arabicum und Traganth, Glucoside, wie Saponin, Alginsäure und Alginsäurederivate, wie Propylenglycolalginat, Triethanolaminalginat und Ammoniumalginat, und Cellulosederivate, wie Methylcellulose, Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose und Ethylhydroxycellulose. Beispiele von bevorzugten polymeren Dispergiermitteln umfassen synthetische polymere Dispergiermittel, und Beispiele davon umfassen Polyvinylalkohole, Polyvinylpyrrolidone, Acrylharze, wie Polyacrylsäure, Acrylsäure/Acrylnitril-Copolymer, Kaliumacrylat/Acrylnitril-Copolymer, Vinylacetat/Acrylester-Copolymer und Acrylsäure/Acrylester-Copolymer, Styrol/Acrylharze, wie Styrol/Acrylsäure-Copolymer, Styrol/Methacrylsäure-Copolymer, Styrol/Methacrylsäure/Acrylester-Copolymer, Styrol/α-Methylstyrol/Acrylsäure-Copolymer und Styrol/α-Methylstyrol/Acrylsäure/Acrylester-Copolymer, Styrol/Maleinsäure-Copolymer, Styrol/Maleinsäureanhydrid-Copolymer, Vinylnaphthalin/Acrylsäure-Copolymer, Vinylnaphthalin/Maleinsäure-Copolymer, Vinylacetat-Copolymere, wie Vinylacetat/Ethylen-Copolymer, VinylacetatlFettsäurevinylethylen-Copolymer, Vinylacetat/Maleinester-Copolymer, Vinylacetat/Crotonsäure-Copolymer und Vinylacetat/Acrylsäure-Copolymer, und Salze der vorstehenden Polymere. Unter ihnen sind ein Copolymer aus einem Monomer mit einer hydrophoben Gruppe mit einem Monomer mit einer hydrophilen Gruppe und ein Polymer aus einem Monomer mit sowohl einer hydrophoben Gruppe als auch einer hydrophilen Gruppe in ihrer Molekularstruktur besonders bevorzugt.
Ein bevorzugtes Lösemittel, das in der Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, umfasst Wasser und ein wasserlösliches organisches Lösemittel. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung weiter ein Netzmittel, um fassend ein hoch siedendes organisches Lösemittel. Bevorzugte Beispiele von hierin verwendbaren hoch siedenden organischen Lösemitteln umfassen mehrwertige Alkohole, wie Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, Propylenglycol, Butylenglycol, 1,2,6-Hexantriol, Thioglycol, Hexylenglycol, Glycerin, Trimethylolethan und Trimethylolpropan, Harnstoff, 2-Pyrrolidon, N-Methyl-2-pyrrolidon und 1,3-Dimethyl-2-imidazolidon. Die Menge des zugesetzten Netzmittels beträgt bevorzugt 2 bis 30 Gew.-%, bevorzugter 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Tintenzusammensetzung.
Die Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann ein Saccharid enthalten. Beispiele von hierin verwendbaren bevorzugten Sacchariden umfassen Monosaccharide, Disaccharide, Oligosaccharide (einschließlich Trisaccharide und Tetrasaccharide) und andere Polysaccharide, bevorzugt Glucose, Mannose, Fructose, Ribose, Xylose, Arabinose, Galactose, Aldonsäure, Glucit, Sorbit, Maltose, Cellobiose, Lactose, Sucrose, Trehalose und Maltotriose. Der hierin verwendete Ausdruck "Polysaccharid" bedeutet Saccharide im breiten Sinn als Substanzen einschließend, die weit verbreitet in der Natur vorliegen, wie Alginsäure, α-Cyclodextrin und Cellulose. Derivate dieser hierin verwendbaren Saccharide umfassen reduzierende Zucker der vorstehenden Saccharide (z.B. Zuckeralkohole, wiedergegeben durch die allgemeine Formel HOCH₂(CHOH)_nCH₂OH, worin n eine ganze Zahl von 2 bis 5 ist), oxidierende Zucker (z.B. Aldonsäure oder Uronsäure), Aminosäuren und Thiozucker. Unter ihnen sind Zuckeralkohole besonders bevorzugt, und spezielle Beispiele davon umfassen Maltit und Sorbit. Der Gehalt des Saccharids beträgt bevorzugt etwa 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Tintenzusammensetzung.
Falls notwendig, können pH-Einsteller, Rostverhinderer, Konservierungsmittel, Antischimmelmittel, Antioxidanzien auf Phosphorbasis und Ähnliches zu der Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zugesetzt werden.
Die Tintenzusammensetzung kann hergestellt werden durch Auflösen oder Dispergieren und Vermischen der vorstehenden Bestandteile miteinander mittels eines geeigneten Verfahrens. Wenn das Färbemittel ein Kupferphthalocyanin-Pigment ist, werden bevorzugt das Pigment, das polymere Dispergiermittel und Wasser zuerst miteinander mittels eines geeigneten Dispergators (z.B. eine Kugelmühle, eine Sandmühle, ein Attritor, eine Walzenmühle, ein Schüttelmühle, ein Henschel-Mischer, eine Kolloidmühle, ein Ultraschall-Homogenisator, eine Strahlmühle oder eine Angmühle) vermischt, um eine homogene Pigmentdispersion herzustellen. Anschließend werden Wasser, EDTA, ein eindringbares Lösemittel, ein oberflächenaktives Mittel, ein wasserlösliches organisches Lösemittel, ein Saccharid, ein pH-Einsteller, ein Konservierungsmittel, ein Antischimmelmittel und Ähnliches zugesetzt und ausreichend in der Pigmentdispersion aufgelöst, um eine Tintenlösung herzustellen. Nach gründlichem Rühren wird die Tintenlösung filtriert, um grobe Teilchen und Fremdmaterial, das ein Verstopfen der Düse verursachen können, zu entfernen, um eine beabsichtigte Tintenlösung zu erhalten.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird im Einzelnen mit Bezug auf die folgenden Beispiele beschrieben, obwohl sie nicht nur auf diese Beispiele beschränkt ist.
Beispiel A
Beispiele A1 bis A13
Herstellung von Tintenzusammensetzungen
Die folgende Zusammensetzung (I) wurde mit Farbstoffen 1 bis 5 zur Herstellung von Tintenzusammensetzungen kombiniert. Kupferionen wurden zu einigen der Tintenzusammensetzungen zugesetzt. Sämtliche numerischen Werte, die mit den Zusammensetzungen verbunden sind, sind in Gewichtsprozent angegeben. Die freie Kupferionenkonzentration der Tintenzusammensetzungen wurde durch Ionenchromatografie gemessen. In der Ionenchromatografie wurde eine quantitative Bestimmung unter Verwendung von Dionix 2000i (hergestellt von Dionix) durch Kolorimetrie durchgeführt.
Zusammensetzung (I)
Farbstoffe

1: ProJet Fast Cyan 2 (hergestellt von ZENECA)
2: C.I. Reactive Black 31
3: C.I. Direct Blue 199
4: C.I. Direct Blue 86
5: C.I. Direct Blue 87

Bewertungsprüfung von Eigenschaften der Tintenzusammensetzungen
Bewertung A1:
Lagerungsstabilität von Tintenzusammensetzungen
Jede Tintenzusammensetzung wurde hermetisch in einer Glasprobenflasche verschlossen. Die Flaschen wurden dann bei –30°C und 70°C 7 Tage stehen gelassen. Nach dem Stehenlassen wurde jede der Tintenzusammensetzungen auf Raumtemperatur gebracht und auf ein 10 μm Filter getropft, gefolgt von einer Untersuchung auf eine Ausfällung. Die Eigenschaften der Tintenzusammensetzungen, die Viskosität und der pH wurden gemessen. Ferner wurde eine Änderung des Farbtons untersucht. Die Ergebnisse wurden gemäß den folgenden Kriterien bewertet.

A: Es wurde unter beiden Umgebungen keine Ausfällung erhalten, und weder die Eigenschaften, noch der Farbton der Tintenzusammensetzung waren verändert.
B: Unter einer oder beiden Umgebungen gingen die Eigenschaften und der Farbton der Tintenzusammensetzung eine Änderung derart ein, dass dies kein praktisches Problem darstellt.
C: Unter einer oder beiden Umgebungen gingen die Eigenschaften und der Farbton der Tintenzusammensetzung eine Änderung derart ein, dass ein praktisches Problem auftritt.

Bewertung A2:
Ausstoßstabilität
Jede Tintenzusammensetzung wurde kontinuierlich mittels eines Tintenstrahldruckers MJ-930C (hergestellt von Seiko Epson Corp.) unter Umgebungen von Raumtemperatur, 5°C und 40°C 24 Stunden ausgestoßen. Zu dieser Zeit wurde der Ausstoßzustand der Tintenzusammensetzung untersucht. Die Ergebnisse wurden gemäß den folgenden Kriterien bewertet.

A: Die Tintenzusammensetzung wurde in stabiler Weise während der 24 h Dauer unter sämtlichen Umgebungsbedingungen ausgestoßen.
B: Unter einigen Umgebungsbedingungen trat ein Problem von Dropout oder ein Problem der Flugrichtung eines Tintentröpfchens auf.

Bewertung A3:
Erholen vom Verstopfen der Düse
Jede Tintenzusammensetzung wurde mittels eines Tintenstrahldruckers, wie er in der Bewertung A2 verwendet wurde, gedruckt. Nachdem der Ausstoß der Tintenzusammensetzung durch Düsen bestätigt war, wurde der Drucker abgeschaltet und ohne Abdeckung des Druckkopfes unter einer Umgebung von 40°C einen Monat stehen gelassen. Nach dem Stehenlassen für einen Monat wurde die Energiezufuhr des Druckers angeschaltet, um Reinigungsvorgänge durchzuführen, bis sämtliche Düsen die Tinten zusammensetzung ausstoßen konnten. Die Anzahl von so gezählten Reinigungsvorgängen wurde gemäß den folgenden Kriterien bewertet.

A: einmal
B: zwei- bis viermal
C: fünf- bis achtmal
D: selbst nach 8 Reinigungsvorgängen nicht erholt.

Die Ergebnisse der Bewertung waren wie in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Beispiele A14 bis A26
Die Tintenzusammensetzungen von Beispiel A14 bis A26 wurden in der gleichen Weise wie diejenigen von Beispiel A1 bis A13 hergestellt mit der Ausnahme, dass 0,3 Gew.-% Proxel XL-2 als eine Antischimmelmittel enthaltende Thiazolverbindung zugesetzt wurde. Die Tintenzusammensetzungen wurden den Bewertungsprüfungen A1 bis A3 unterworfen. Die Ergebnisse der Bewertung waren wie in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Die Kupferionenkonzentrationen der Tinten der Beispiele A14 bis A26 waren im Wesentlichen die gleichen wie diejenigen der Tinten A1 bis A13, da der Unterschied in den Zusammensetzungen die Zugabe der geringen Menge von Proxel XL-2 ist.
Beispiele A27 bis A39
Die Tintenzusammensetzungen von Beispiel A27 bis A39 wurden in der gleichen Weise wie diejenigen von Beispiel A14 bis A26 hergestellt mit der Ausnahme, dass 0,02 Gew.-% Dinatriumethylendiamintetraacetat als Maskierungsmittel zugesetzt wurden. Die Kupferionenkonzentrationen dieser Tintenzusammensetzungen wurden in der gleichen Weise wie in den Beispielen A1 bis A13 gemessen, und die Tintenzusammensetzungen wurden den Bewertungsprüfungen A1 bis A3 unterworfen. Die Ergebnisse der Bewertung waren wie in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Beispiel B (nicht erfindungsgemäß)
Herstellung von Tintenzusammensetzungen
Tintenzusammensetzungen wurden gemäß den folgenden Formulierungen hergestellt.

Jede der so erhaltenen Tintenzusammensetzungen wurde mit Schwefelsäure behandelt, um das Pigment auszufällen, und die überstehende Flüssigkeit wurde qualitativ in der gleichen Weise wie in Beispiel A analysiert, um die freie Kupferionenkonzentration der Tintenzusammensetzung zu bestimmen. Beispiel B1

C.I. Pigment Blue 15 : 3	2,5 Gew.-%
Dinatriumethylendiamintetraacetat-Dihydrat (hierin nachstehend als als "EDTA"μNa₂·2H₂O"bezeichnet)	0,05 Gew.-%
Styrol/Acrylsäure-Copolymer (Dispergiermittel) (Feststoffbasis)	5 Gew.-%
Glycerin	20 Gew.-%
Maltit	7 Gew.-%
2-Pyrrolidon	2 Gew.-%
Triethanolamin	0,9 Gew.-%
Reines Wasser	Rest

Die freie Kupferionenkonzentration der Tintenzusammensetzung betrug 3,6 ppm.
Beispiel B2
Eine Tintenzusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel B1 hergestellt mit der Ausnahme, dass die Menge von EDTA·Na₂·2H₂O auf 0,1 Gew.-% geändert wurde. Die freie Kupferionenkonzentration dieser Tintenzusammensetzung betrug 2,8 ppm.
Beispiel B3
Eine Tintenzusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel B1 hergestellt mit der Ausnahme, dass die Menge von EDTA·Na₂·2H₂O auf 0,2 Gew.-% geändert wurde. Die freie Kupferionenkonzentration dieser Tintenzusammensetzung betrug 2,1 ppm.
Beispiel B4
Eine Tintenzusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel B1 hergestellt mit der Ausnahme, dass 1 Gew.-% Olfine E 1010 und 5 Gew.-% Triethylenglycol monobutylether zugesetzt wurden. Die freie Kupferionenkonzentration dieser Tintenzusammensetzung betrug 3,9 ppm.
Beispiel B5
Eine Tintenzusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel B1 hergestellt mit der Ausnahme, dass die Pigmentkonzentration auf 3,5 Gew.-% und die Menge von EDTA·Na₂·2H₂O auf 0,07 Gew.-% geändert wurden. Die freie Kupferionenkonzentration dieser Tintenzusammensetzung betrug 4,8 ppm.
Beispiel B6
Eine Tintenzusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel B1 hergestellt mit der Ausnahme, dass das Pigment auf 3,5 Gew.-% C.I. Pigment Green 7 und die Menge von EDTA·Na₂·2H₂O auf 0,07 Gew.-% geändert wurden. Die freie Kupferionenkonzentration dieser Tintenzusammensetzung betrug 4,5 ppm.
Beispiel B7
Eine Tintenzusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel B1 hergestellt mit der Ausnahme, dass das Pigment auf 3,5 Gew.-% C.I. Pigment Green 36 und die Menge von EDTA·Na₂·2H₂O auf 0,07 Gew.-% geändert wurden. Die freie Kupferionenkonzentration dieser Tintenzusammensetzung betrug 4,0 ppm.
Beispiel B8 (Vergleichsbeispiel)
Eine Tintenzusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel B1 hergestellt mit der Ausnahme, dass EDTA·Na₂·2H₂O nicht zugesetzt wurde. Die freie Kupferionenkonzentration dieser Tintenzusammensetzung betrug 18,4 ppm.
Beispiel B9 (Vergleichsbeispiel)
Eine Tintenzusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel B6 hergestellt mit der Ausnahme, dass EDTA·Na₂·2H₂O nicht zugesetzt wurde. Die freie Kupferionenkonzentration dieser Tintenzusammensetzung betrug 20,9 ppm.
Bewertungsprüfung von Eigenschaften der Tintenzusammensetzungen
Bewertung B1: Lagerungsstabilitätsprüfung 1
Die Tintenzusammensetzung wurde in eine Tintenpackung für einen Tintenstrahldrucker MJ-8000C (hergestellt von Seiko Epson Corp.) geladen, welche dann in eine thermostatische Kammer von 60°C verbracht wurde und in diesem Zustand eine Woche stehen gelassen wurde. Nach dem Stehenlassen wurde die Tintenzusammensetzung aus der Tintenpackung entnommen, und 500 cm³ der Tintenzusammensetzung wurden durch ein 8 μm Membranfilter filtriert. Die Filtrierbarkeit wurde gemäß den folgenden Kriterien bewertet.

A: Die Filtrationsgeschwindigkeit am Ende der Filtration war bis zu 50 % niedriger als die Anfangsfiltrationsgeschwindigkeit.
B: Die Filtrationsgeschwindigkeit am Ende der Filtration war wenigstens 50 % niedriger als die Anfangsfiltrationsgeschwindigkeit.
C: Im Verlauf der Filtration verstopfte das Filter, was es unmöglich machte, die Filtration von 500 cm³ der Tintenzusammensetzung zu vervollständigen.

Bewertung B2: Lagerungsstabilitätsprüfung 2
Die Tintenzusammensetzung wurde in eine Probenflasche verbracht und dann in einer thermostatischen Kammer bei 70°C eine Woche stehen gelassen. Der Unterschied in der Viskosität der Tintenzusammensetzung vor dem Stehenlassen und nach dem Stehenlassen wurde gemäß den folgenden Kriterien bewertet.

A: Eine Viskositätsänderung von weniger als 0,1 mPa·s
B: Eine Viskositätsänderung von 0,1 bis 0,2 mPa·s
C: Eine Viskositätsänderung von mehr als 0,2 mPa·s

Die Ergebnisse der Bewertung waren wie in der folgenden Tabelle gezeigt.

Claims

Tintenzusammensetzung für das Tintenstrahlaufzeichnen, umfassend ein Kupferkomplex-Färbemittel zusammen mit einer Benzotriazolverbindung als Rostverhinderer und/oder einer Thiazolverbindung als Antischimmelmittel, wobei die Tintenzusammensetzung eine freie Kupferionenkonzentration von nicht mehr als 10 ppm hat.
Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin das Kupferkomplex-Färbemittel ein Kupferkomplex-Farbstoff ist.
Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, worin der Kupferkomplex-Farbstoff ein Kupferphthalocyanin-Farbstoff ist.
Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin das Kupferkomplex-Färbemittel ein Kupferphthalocyanin-Pigment ist.
Tintenzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die freie Kupferionenkonzentration der Tintenzusammensetzung auf nicht mehr als 10 ppm durch die Anwesenheit eines Maskierungsmittels in der Tintenzusammensetzung gebracht worden ist.
Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 5, worin das Maskierungsmittel Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) oder ein Metallsalz von EDTA ist.
Tintenzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, worin das Kupferphthalocyanin-Färbemittel ein Kupferphthalocyanin-Pigment ist und der Gehalt von EDTA nicht kleiner ist als 20 Gew.%, bezogen auf das Kupferphthalocyanin-Pigment.
Tintenzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, worin das Kupferphthalocyanin-Pigment durch die folgende Formel wiedergegeben wird:
worin X ein Chlor- oder Bromatom oder ein Wasserstoffatom bedeutet, und n eine ganze Zahl von 14 bis 16 ist.
Tintenzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, worin das Kupferphthalocyanin-Pigment C.I. Pigment Green 7 oder 36 oder C.I. Pigment Blue 15 : x ist, worin x eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist.
Tintenzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, welches weiter ein eindringbares Lösemittel und/oder ein oberflächenaktives Mittel enthält.
Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 10, worin das eindringbare Lösemittel ein Alkylether eines mehrwertigen Alkohols ist.
Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 11, worin der Alkylether eines mehrwertigen Alkohols ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ethylenglycolmonoethylether, Ethylenglycolmonobutylether, Diethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonoethylether, Diethylenglycolmonobutylether, Triethylenglycolmonomethylether, Triethylenglycolmonoethylether und Triethylenglycolmonobutylether.
Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, umfassend die Schritte: Ausstoßen von Tröpfchen einer Tintenzusammensetzung und Niederschlagen der Tröpfchen auf ein Aufzeichnungsmedium zur Durchführung des Druckens, wobei die Tintenzusammensetzung eine Tintenzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 ist.
Aufzeichnung, hergestellt durch das Aufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 13.
Verfahren zur Herstellung einer Tintenzusammensetzung, umfassend ein Kupferphthalocyanin-Pigment zusammen mit einer Benzotriazolverbindung als Rostverhinderer und/oder ein Thiazol als Antischimmelmittel, wobei die Zusammensetzung eine freie Kupferionenkonzentration von nicht mehr als 10 ppm hat, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Inkontaktbringen eines Kupferphthalocyanin-Pigments mit EDTA oder einem Metallsalz von EDTA und dann Herstellen einer Tintenzusammensetzung unter Verwendung des behandelten Kupferphthalocyanin-Pigments.
Zusammensetzung, hergestellt durch das Verfahren gemäß Anspruch 15.