DE602004005001T2 - Tintenstrahldrucktintenkombination sowie deren verwendung - Google Patents

Tintenstrahldrucktintenkombination sowie deren verwendung Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drucktintenkombination für den Tintenstrahldruck, insbesondere eine Drucktintenkombination, die mindestens eine Drucktinte, die einen selbstdispergierenden Pigmentfarbstoff gemeinsam mit einem löslichen Polymerbindemittel oder einer effektiven Menge eines mehrwertigen Kations enthält, und ein Fixierungsfluid, das Kupfersalz enthält, umfasst. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Tintenstrahldrucken mit dieser Druck-tintenkombination.
  • Ein Tintenstrahldruck ist ein nichtmechanisches Druckverfahren, in dem Tintentröpfchen auf Druckmedien, wie Papier, abgeschieden werden, um das gewünschte Bild zu bilden. Die Tröpfchen werden von einem Druckkopf als Reaktion auf elektrische Signale ausgestoßen, die von einem Mikroprozessor erzeugt werden.
  • Sowohl Farben wie auch Pigmente wurden als Farbstoffe für Tintenstrahldrucktinten verwendet. Während Farben für gewöhnlich im Vergleich zu Pigmenten leichter zu formulieren sind, neigen sie zu einem raschen Verblassen und werden leichter abgerieben. Drucktinten, die Pigmente umfassen, die in wässrigen Medien dispergiert sind, sind hinsichtlich der Wasserbeständigkeit und Lichtbeständigkeit gedruckter Bilder in vorteilhafter Weise besser als Drucktinten, die wasserlösliche Farben enthalten.
  • Pigmente, die für wässrige Tintenstrahldrucktinten geeignet sind, sind in der Technik allgemein bekannt. Üblicherweise werden Pigmente durch Dispergiermittel, wie polymere Dispergiermittel oder oberflächenaktive Substanzen stabilisiert, um eine stabile Dispersion des Pigments im Träger zu erzeugen. Vor kurzem jedoch wurden sogenannte "selbstdispergierbare" oder "selbstdispergierende" Pigmente (in der Folge als "SDP" bezeichnet) entwickelt. Wie der Name nahe legt, sind SDPs in Wasser ohne Dispergiermittel dispergierbar.
  • SDPs sind häufig gegenüber herkömmlichen, mit Dispergiermittel stabilisierten Pigmenten, vom Standpunkt der größeren Stabilität und geringeren Viskosität bei derselben Pigmentlast vorteilhaft. Dies kann eine größere Formulierungsbreite in der fertigen Drucktinte bieten.
  • Ein Nachteil von Tintenstrahldruckern ist die relativ langsame Geschwindigkeit im Vergleich zum Beispiel zu Laserdruckern. Die langsamen Geschwindigkeiten sind großteils auf die relativ langsame Trocknungszeit von Tintenstrahldrucktinten zurückzuführen wie auch auf die Algorithmen zur Steuerung des Durchschlagens in der Drucker-Software.
  • Zu den vorgeschlagenen Lösungen für schnellere Druckgeschwindigkeiten gehört die Formulierung von Drucktinten für ein "schnelles Trocknen" durch den Einschluss von Komponenten, wie oberflächenaktiven Substanzen oder anderen Durchdringungsmitteln. Diese Komponenten können tatsächlich Trocknungszeiten verbessern und in bestimmten Formulierungen das Durchschlagen verringern, aber die Randschärfe und optische Dichte sind für gewöhnlich in Mitleidenschaft gezogen.
  • Damit die Drucktinte schnell trocknet, muss der Träger rasch in das Papier absorbiert werden. Der Träger trägt auch den Farbstoff weiter in das Papier, was zu einer geringeren OD und einem höheren Durchschlag führt. Selbstdispergierte Pigmente erleichtern das Problem bis zu einem gewissen Ausmaß, da sie schneller "brechen" oder ausfallen als herkömmlich dispergierte Pigmente und daher nicht soweit in das Papier befördert werden. Es gibt jedoch weiterhin einen signifikanten Abfall in der OD, wenn ein penetrierender Träger verwendet wird.
  • Eine Fixierungslösung, die vor der Tinte aufgebracht wird, kann verwendet werden, um das Pigment in einer pigmentierten Tinte auszufällen, wodurch die OD erhöht wird. Dies führt aber zu einem nennenswerten Abfall in der Reibbeständigkeit, da das Pigment nahe bei der Oberfläche bleibt und für einen Abrieb anfälliger ist. Die Zugabe eines Polymerbindemittels kann die Reibbeständigkeit verbessern, neigt aber zu einer Senkung der OD, vermutlich weil es dazu beiträgt, das Pigment vor der Wirkung des Fixierers abzuschirmen.
  • Im Idealfall schiene es daher, dass Drucktinte/Fixierer-Kombinationen eine hohe OD und gute Reibbeständigkeit in Systemen ergäben, wenn der Drucktintenträger stark penetrierend (schnell trocknend) ist.
  • US 5746818 offenbart die Kombination aus einer Drucktinte und Reaktionslösung, wobei die Drucktinte SDP und einen bestimmten Glycolether enthält, und die Reaktionslösung ein kationisches Material oder Salz enthält.
  • US 6450632 offenbart die Kombination aus einer Drucktinte und einem Underprinting-Fixierungsfluid, wobei die Drucktinte ein makromolekulares Chromophor (SDP) mit einem Zeta-Potenzial von 100 bis 900 Millivolt enthält, und das Fluid eine kationische Komponente enthält.
  • US 20020044185 offenbart die Kombination aus einer Drucktinte und einem Behandlungsfluid, wobei die Drucktinte ein SDP und ein Pigment mit polymerem Dispergiermittel enthält, und das Fluid ein mehrwertiges Metallion enthält.
  • EP 1258510 offenbart die Kombination aus einer Drucktinte und einem Fixierungsfluid, wobei die Drucktinte eine Farbe oder ein Pigment und eine effektive Menge an Polyvinyl(alkohol-acetat) enthält, und das Fixierungsfluid ein Fixierungsmittel enthält, das das Polyvinyl(alkohol-acetat) geliert.
  • EP 1191077 offenbart eine Zusammensetzung, umfassend 1) eine farbige Drucktinte, die ein Pigment enthält, und 2) eine flüssige Zusammensetzung, die ein mehrwertiges Metallsalz, ein Material, das aus Säuren und Salzen davon ausgewählt ist, und ein flüssiges Medium enthält.
  • EP 1172225 beschreibt eine Zusammensetzung, umfassend 1) eine Drucktinte, die ein erstes selbstdispergierendes Pigment mit anionischen Gruppen, ein zweites Pigement und ein polymeres Dispergiermittel enthält, und 2) eine Behandlungsflüssigkeit, die ein mehrwertiges Metallion enthält.
  • EP 1125994 offenbart eine Zusammensetzung, umfassend 1) eine Drucktinte, die ein Pigment mit Carboxygruppen enthält, und 2) eine flüssige Lösung aus einem mehrwertigen Metallsalz der Aldonsäure.
  • Die obengenannten Offenbarungen werden hierin für alle Zwecke in ihrem gesamten Umfang zur Bezugnahme zitiert.
  • Es besteht weiterhin ein Bedarf an verbesserten Tintenstrahldrucktinten, die erhöhte Druckgeschwindigkeiten ermöglichen, während eine gute Druckqualität beibehalten wird.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Tintenstrahldrucktintenkombination bereitgestellt, umfassend:
    eine erste Drucktinte, die einen selbstdispergierenden Pigmentfarbstoff umfasst, der in einem ersten wässrigen Träger dispergiert ist; und
    ein Fixierungsfluid, das ein lösliches Kupfersalz in einem zweiten wässrigen Träger umfasst, wobei die erste Drucktinte ein lösliches Polymerbindemittel umfasst oder/und eine effektive Menge eines mehrwertigen Kations.
  • Vorzugsweise umfasst die Drucktintenkombination zusätzlich zu dem Fixierungsfluid mindestens zwei verschieden gefärbte wässrige Drucktinten, und insbesondere mindestens vier verschieden gefärbte wässrige Drucktinten (wie CMYK), wobei mindestens eine der gefärbten Drucktinten eine erste Drucktinte ist, wie zuvor beschrieben, und wobei noch bevorzugter die Farbstoffe in den gefärbten Tinten Pigmente umfassen.
  • Ebenso ist bevorzugt, dass der selbstdispergierende Pigmentfarbstoff in der ersten Tinte ein selbstdispergierendes Kohleschwarzpigment umfasst.
  • Ebenso ist bevorzugt, dass das Fixierungsfluid, wenn es gedruckt ist, keine sichtbaren Spuren hinterlässt und/oder im Wesentlichen farblos ist.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für einen Tintenstrahldruck auf einem Substrat bereitgestellt, umfassend die Schritte des Ausstoßens einer Drucktintenkombination auf ein Substrat, wobei die Drucktintenkombination die zuvor beschriebene Drucktintenkombination umfasst.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für einen Tintenstrahldruck auf einem Substrat bereitgestellt, umfassend die Schritte:
    des Ausstoßens eines Fixierungsfluids, das ein lösliches Kupfersalz in einem zweiten wässrigen Träger enthält, auf eine Fläche des Substrats in einer Flächenfüllung; und
    das Ausstoßen einer ersten Drucktinte, die einen selbstdispergierenden Pigmentfarbstoff enthält, der in einem ersten wässrigen Träger dispergiert ist, auf mindestens einen Teil der Flächenfüllung des Fixierungsfluids, wobei die erste Drucktinte ein lösliches Polymerbindemittel und/oder eine effektive Menge eines mehrwertigen Kations enthält.
  • Vorzugsweise wird das Fixierungsfluid auf das Substrat vor der ersten Drucktinte ausgestoßen. Ferner ist die Flächenfüllung des Fixierungsfluids vorzugsweise geringer als die Flächenfüllung der ersten Drucktinte, insbesondere deutlich geringer. Ferner ist bevorzugt, dass Flächen des Substrats, die mit dem Fixierungsfluid bedeckt sind, anschließend im Wesentlichen mit der ersten Drucktinte bedeckt werden, das heißt, im Wensentlichen kein unbedecktes Fixierungsfluid vorhanden ist.
  • Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Durchschnittsfachmann beim Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung offensichtlicher. Es sollte auch offensichtlich sein, dass gewisse Merkmale der Erfindung, die der Deutlichkeit wegen, zuvor und in der Folge im Zusammenhang mit einzelnen Ausführungsformen beschrieben sind, auch in einer einzigen Ausführungsform in Kombination bereitgestellt werden können. Im Gegensatz dazu können verschiedene Merkmale der Erfindung, die der Kürze wegen im Zusammenhang mit einer einzigen Ausführungsform beschrieben sind, auch separat oder in einer beliebigen Teilkombination bereitgestellt werden. Zusätzlich können Verweise im Singular auch den Plural enthalten (so kann sich "ein", "eine", "einer" auf einen oder einen oder mehrere beziehen), wenn nicht der Zusammenhang ausdrücklich etwas anderes angibt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Drucktinte, die ein Pigment, einen wässrigen Träger und ein lösliches Bindemittel oder mehrwertige Kationen und wahlweise andere Zusatzstoffe und Hilfsmittel umfasst, die in der relevanten Technik allgemein bekannt sind, bei einem Substrat in Kombination mit einem Fixierer (Fixierungsfluid) angewendet, das ein lösliches Kupfersalz umfasst. Vorzugsweise wird das Fixierungsfluid zuerst auf das Substrat aufgebracht und dann wird die Tinte auf dem aufgebrachten Fixierer gedruckt. Wie in der Folge hier beschrieben ist, muss das Fixierungsfluid nicht die gesamte bedruckte Fläche füllen, um effektiv zu sein. Tatsächlich kann die Fläche, die mit dem Fixierer gefüllt ist, ein Teil der Fläche sein, die von der Tinte bedeckt ist, wie später ausführlich besprochen wird.
  • FARBSTOFF
  • Der Farbstoff in den Drucktinten der vorliegenden Erfindung umfasst ein Pigment. Per definitionem bilden Pigmente keine Lösung (bis zu einem signifikanten Ausmaß) in dem wässrigen Träger und müssen dispergiert sein.
  • Die Pigmentfarbstoffe in der (den) ersten Drucktinte(n) der vorliegenden Erfindung sind insbesondere selbstdispergierende Pigmente. SDPs sind mit Dispergierbarkeit verleihenden Gruppen oberflächenmodifiziert, so dass eine stabile Dispersion ohne separates Dispergiermittel möglich ist. Zur Dispersion in einem wässrigen Träger beinhaltet die Oberflächenmodifizierung die Zugabe hydrophiler Gruppen und insbesondere ionisierbarer hydrophiler Gruppen. Siehe zum Beispiel US 5554739 , US 5571311 , U5609671, US 5672198 , US 5698016 , US 5707432 , US 5718746 , US 5747562 , US 5749950, US 5803959 , US 5837045 , US 5846307 , US 5851280 , US 5861447 , US 5885335 , US 5895522 , US 5922118 , US 5928419 , US 5976233 , US 6057384 , US 6099632 , US 6123759 , US 6153001 , US 6221141 , US 6221142 , US 6221143 , US 6277183 , US 6281267 , US 6329446 , US 6332919 , US 6375317 , US2001/0035110, EP-A-1086997, EP-A-1114851, EP-A-1158030, EP-A-1167471, EP-A-1122286, WO01/10963, WO01/25340 und WO01/94476, deren Offenbarungen hierin für alle Zwecke in ihrem gesamten Umfang zur Bezugnahme zitiert werden.
  • Der SDP-Farbstoff kann ferner durch seinen ionischen Charakter definiert werden. Anionisches SDP ergibt in wässrigem Medium Partikel mit anionischer Oberflächenladung. Im Gegensatz dazu ergibt kationisches SDP in wässrigem Medium Partikel mit kationischer Oberflächenladung. Die Partikeloberflächenladung kann zum Beispiel durch Anheften von Gruppen mit anionischen oder kationischen Komponenten an die Partikeloberfläche verliehen werden. Die SDPs der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise anionisch.
  • Anionische Komponenten, die an die anionische SPD-Oberfläche geheftet sind, können jede geeignete anionische Komponente sein, sind aber vorzugsweise (I) oder (II): -CO2Z (I) -So3Z (II)wobei Z ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus konjugierten Säuren von organischen Basen; alkalischen Metallionen; "Onium"-Ionen, wie Ammonium-, Phosphonium- und Sulfoniumionen; und substitutierten "Onium"-Ionen, wie Tetraalkylammonium-, Tetraalkylphosphonium- und Trialkylsulfoniumionen; oder jedem andere geeigneten kationischen Gegenion. Nützliche anionische Komponenten enthalten auch Phosphate und Phosphonate. Besonders bevorzugt sind anionische Komponenten vom Typ I ("Carboxylat").
  • Ebenso bevorzugt ist ein Grad an Funktionalisierung, wobei die Dichte der anionischen Gruppe geringer als etwa 3,5 μMol pro Quadratmeter Pigmentoberfläche (2,5 μMol/m2) ist, insbesondere geringer als etwa 3,0 μMol/m2. Grade an Funktionalisierung von weniger als etwa 1,8 μMol/m2, und sogar weniger als etwa 1,5 μMol/m2, sind auch geeignet und können für gewisse spezifische Arten von SDPs bevorzugt sein. Wie hier zuvor und sonst verwendet, bezieht sich "Grad an Funktionalisierung" auf die Menge an hydrophilen Gruppen, die auf der Oberfläche des SDP pro Oberflächeneinheit vorhanden ist, gemessen nach dem Verfahren, das hier näher beschrieben ist.
  • In Bezug auf die Oberflächenbehandlung ist das Zeta-Potenzial vorzugsweise geringer als etwa 120 Millivolt, und insbesondere geringer als etwa 100 Millivolt.
  • Carboxylierte anionische SDP-Spezies enthalten jene, die zum Beispiel in den zuvor angeführten US 5571311 , US 5609671 und WO01/94476 beschrieben sind, und sulfonierte (Type II) SDPs enthalten jene, die zum Beispiel in den zuvor angeführten US 5571331 , US 5928419 und EP-A-1146090 beschrieben sind.
  • Es ist wünschenswert, kleine Farbstoffpartikel für eine maximale Farbstärke und ein gutes Ausstoßen zu verwenden. Die Partikelgröße kann im Allgemeinen im Bereich von etwa 0,005 Mikron bis etwa 15 Mikron liegen, liegt für gewöhnlich im Bereich von etwa 0,005 bis etwa 1 Mikron, beträgt vorzugsweise etwa 0,005 bis etwa 0,5 Mikron, und liegt insbesondere im Bereich von etwa 0,01 bis etwa 0,3 Mikron.
  • Die Werte von SDPs, die in den gegenwärtigen Drucktinten verwendet werden, sind jene Werte, die für gewöhnlich erforderlich sind, um dem gedruckten Bild die erwünschte OD zu verleihen. Für gewöhnlich liegen SDP-Werte im Bereich von etwa 0,01 bis etwa 10 Gew.% der Drucktinte.
  • Die SDPs können schwarz sein, wie jene, die auf Kohleschwarz basieren, oder können farbige Pigmente sein, wie jene, die auf PB 15:3 und 15:4 Cyan, PR122 und 123 Magenta und PY 128 und 74 Gelb basieren.
  • Die SDPs können durch Aufpfropfen einer funktionalen Gruppe oder eines Moleküls, das eine funktionelle Gruppe enthält, auf die Oberfläche des Pigments hergestellt werden, oder durch physikalische Behandlung (wie Vakuumplasma) oder durch chemische Behandlung (zum Beispiel Oxidation mit Ozon, Hypochlorsäure oder dergleichen). Eine einzige Art oder mehrere Arten hydrophiler funktioneller Gruppen kann an ein Pigmentpartikel gebunden sein. Die Art und der Grad an Funktionalisierung kann unter Berücksichtigung zum Beispiel der Dispersionsstabilität in Drucktinte, Farbdichte und Trocknungseigenschaften an dem vorderen Ende eines Tintenstrahldruckkopfs passend bestimmt werden. Weitere Einzelheiten finden sich unter Bezugnahme auf die zahlreichen Veröffentlichungen, die oben angeführt sind.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist (sind) die hydrophile(n) funktionelle(n) Gruppe(n) auf dem SDP primär Carboxylgruppen, oder eien Kombination aus Carboxyl- und Hydroxylgruppen; noch bevorzugter sind die hydrophilen funktionellen Gruppen auf dem SDP direkt angeheftet und sind primär Carboxylgruppen, oder eine Kombination aus Carboxyl und Hydroxyl.
  • Bevorzugte Pigmente, in welchen die hydrophile(n) funktionelle(n) Gruppe(n) direkt angeheftet ist (sind), können zum Beispiel durch ein Verfahren hergestellt werden, das in dem zuvor genannten WO01/94476 beschrieben ist. Kohleschwarz, durch das Verfahren behandelt, das in dieser Veröffentlichung beschrieben ist, hat einen hohen oberflächenaktiven Wasserstoffgehalt, der mit einer Basis neutralisiert ist, um sehr stabile Dispersionen in Wasser zu erhalten. Die Anwendung dieses Verfahrens bei gefärbten Pigmenten ist auch möglich.
  • MEHRWERTIGES KATION
  • Die erste(n) Drucktinte(n), die gemäß dieser Erfindung verwendet wird (werden), kann (können) gemäß einer Ausführungsform eine effektive Menge eines oder mehrerer mehrwertiger Kationen umfassen. Die effektiven Mengen, die in einer bestimmten Situation erforderlich sind, können unterschiedlich sein, und im Allgemeinen ist eine gewisse Anpassung erforderlich.
  • Die mehrwertigen Kationen können in einer "effektiven Menge" zugegeben werden, oder die Gesamtmenge des mehrwertigen Kations oder der mehrwertigen Kationen in der ersten Drucktinte oder den ersten Drucktinten kann auf eine "effektive Menge" eingestellt werden, so dass die optische Dichte der gedruckten Drucktinte mit dem eingestellten Wert des mehrwertigen Kations oder der mehrwertigen Kationen größer und/oder die Stabilität der wässrigen Tintenstrahldrucktinte im Vergleich zu jener ohne eingestellten Wert verbessert ist.
  • Wie zuvor und in der Folge hier verwendet, ist eine "effektive Menge" eines mehrwertigen Kations eine Menge, die erforderlich ist, um eine Verbesserung der optischen Dichte der gedruckten Drucktinte zu erreichen. Im Zusammenhang mit der einfachen Zugabe eines mehrwertigen Kations wird die Verbesserung mit einer Drucktinte ohne Vorhandensein des mehrwertigen Kations verglichen. Im Zusammenhang mit der Einstellung der Menge des mehrwertigen Kations wird die Verbesserung mit dem nicht eingestellten Wert des mehrwertigen Kations verglichen.
  • "Mehrwertig" gibt einen Oxidationszustand von zwei oder mehr and, und wird für ein Element "Z" für gewöhnlich als Z2+, Z3+, Z4+ beschrieben. Der Kürze wegen können hier mehrwertige Kationen als Zx bezeichnet werden. Die mehrwertigen Kationen sind vorzugsweise in dem wässrigen Tintenträger löslich und befinden sich vorzugsweise in einem im Wesentlichen ionisierten Zustand. Die mehrwertigen Kationen sollten in einer Form sein, in der sie frei und verfügbar sind, um mit den Druck-tintenkomponenten zu interagieren, insbesondere dem SDP. Ein mehrwertiges Kation in unverfügbarer Form, zum Beispiel Zx eng gebunden als hochschmelzendes Oxid, wird nicht als mehrwertiges Kation für den Zweck dieser Erfindung angesehen.
  • Zx* enthält, ohne darauf beschränkt zu sein, mehrwertige Kationen der folgenden Elemente: Mg, Ca, Sr, Ba, Sc, Y, La, Ti, Zr, V, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, Cu, Au, Zn, Al, Ga, In, Sb, Bi, Ge, Sn, Pb. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das mehrwertige Kation mindestens eines von Mg, Ca, Sr, Ba und Zn. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das mehrwertige Kation mindestens eines von Ba, Ru, Co, Zn und Ga. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst Zx ein dreiwertiges Kation. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst Zx Ca.
  • Zx kann in die Drucktinte durch Zugabe in Salzform oder durch Zugabe in einer alkalischen Form eingearbeitet und als Base in der Einstellung des Drucktinten-pH verwendet werden. Wie bei jeder Dispersion, insbesondere einer, die ionisch stabilisiert ist, kann das Vorhandensein großer Mengen an Zx destabilisierend wirken. Die effektiven Werte für Zx für die vorliegenden Drucktinten sind unter jenen, die eine Instabilität oder andere Probleme bewirken.
  • Es gibt keine bestimmte untere Grenze für Zx, obwohl Minimalwerte, die in der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen werden, Werte sind, die höher als Spuren- oder beiläufige Mengen sind. Im Allgemeinen, sind mindestens etwa 2 ppm, für gewöhnlich mindestens etwa 4 ppm und sogar 10 ppm oder mehr des Mehrwertigen in der Drucktinte vorhanden. Ebenso gibt es keine besondere obere Grenze, außer jener, die durch Stabilität oder andere Drucktinteneigenschaften bestimmt wird. Bei einem gewissen Wert jedoch gibt es keine zusätzlich OD-Steigerung bei einer Erhöhung von Zx. In einigen Fällen kann zu viel Zx eine erneute Abnahme der OD bewirken. Im Allgemeinen werden günstige Wirkungen mit weniger als etwa 200 ppm Zx erzielt, und für gewöhnlich sogar mit weniger als etwa 100 ppm.
  • Obwohl die vorangehende Angabe von Zx in Gewichtsprozent als einfache, konkrete Richtlinie bereitgestellt ist, werden die richtigen Werte mehrwertiger Kationen komplexer Faktoren wie Moläquivalenten, Atomgewicht und Valenzzustand zugeordnet; und auch der Menge an SDP in der Drucktinte und dem Behandlungsausmaß.
  • Weitere Einzelheiten bezüglich der Verwendung mehrwertiger Kationen in Drucktinten, wie der oder den erste(n) Drucktinte(n) finden sich zum Beispiel in dem gemeinschaftlich besessenen USSN 1/447.932 (eingereicht am 29. Mai 2003), und Priorität beanspruchend von der vorläufigen US Anmeldung Seriennr. 60/386.377, eingereicht am 6 Juni 2002), deren Offenbarungen hierin für alle Zwecke in ihrem gesamten Umfang zur Bezugnahme, zitiert werden.
  • Wenn ein mehrwertiges Kation in der oder den ersten Drucktinte(n) in Kombination mit dem Fixierungsfluid verwendet wird, kann die Menge an Cu in dem Fixierungsfluid unter gewissen Umständen tatsächlich verringert werden, was Vorteile für die Ausstoßbarkeit hat. Zusätzlich kann diese Kombination unter gewissen Umständen eine Verringerung in der Pigmentlast der ersten Drucktinte ermöglichen, während weiterhin außergewöhnlich hohe OD-Werte erreicht werden.
  • TRÄGER
  • "Wässriger Träger" bezieht sich auf Wasser oder eine Mischung aus Wasser und mindestens einem wasserlöslichen organischen Lösemittel (Co-Lösemittel). Die Auswahl einer geeigneten Mischung hängt von den Anforderungen der spezifischen Anwendung ab, wie einer gewünschten Oberflächenspannung und Viskosität, dem gewählten Farbstoff, der Trocknungszeit der Drucktinte und der Art des Substrats, auf das die Drucktinte gedruckt wird. Repräsentative Beispiele wasserlöslicher organischer Lösemittel, die gewählt werden können, sind in US 5085698 offenbart (dessen Offenbarung hierin für alle Zwecke in ihrem gesamten Umfang zur Bezugnahme zitiert wird).
  • Wenn eine Mischung aus Wasser und einem wasserlöslichen Lösemittel verwendet wird, enthält der wässrige Träger für gewöhnlich etwa 30% bis etwa 95% Wasser, wobei der Rest (d.h., etwa 70 bis etwa 5%) das wasserlösliche Lösemittel ist. Bevorzugte Zusammensetzungen enthalten etwa 60% bis etwa 95% Wasser, basierend auf dem Gesamtgewicht des wässrigen Trägers.
  • Die Menge des wässrigen Trägers in der Drucktinte liegt für gewöhnlich im Bereich von etwa 70% bis etwa 99,8%, und vorzugsweise etwa 80% bis etwa 99,8%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Drucktinte.
  • Der wässrige Träger kann durch Einarbeiten von oberflächenaktiven Substanzen oder Durchdringungsmitteln, wie Glycolether und 1,2-Alkandiole, so gestaltet werden, dass er rasch eindringt (rasch trocknet). Glycolether enthalten Ethylenglycol-monobutylether, Diethylenglycol-mono-n-propylether, Ethylenglycol-mono-iso-propylether, Diethylenglycol-mono-iso-propylether, Ethylenglycol-mono-n-butylether, Ethylenglycol-mono-t-butylether, Diethylenglycol-mono-n-butylether, Triethylenglycol-mono-n-butylether, Diethylenglycol-mono-t-butylether, 1-Methyl-1-methoxybutanol, Propylenglycol-mono-t-butylether, Propylenglycol-mono-n-propylether, Propylenglycol-mono-iso propylether, Propylenglycol-mono-n-butylether, Dipropylenglycol-mono-n-butylether, Dipropylenglycol-mono-n-propylether und Dipropylenglycol-mono-iso-propylether. 1,2-Alkandiole sind vorzugsweise 1,2-C4-6-Alkandiole, insbesondere 1,2-Hexandiol. Zu geeigneten oberflächenaktiven Substanzen zählen ethoxylierte Acetylendiole (z.B. die Surfynol®-Reihe von Air Products), ethoxylierte primäre (z.B. Neodol®-Reihe von Shell) und sekundäre (z.B. Tergitol®-Reihe von Union Carbide) Alkohole, Sulfosuccinate (z.B. Aerosol®-Reihe von Cytec), Organosilikone (z.B. Silwet®-Reihe von Witco) und oberflächenaktive Fluorsubstanzen (z.B.Zonyl®-Reihe von DuPont).
  • Die zugefügte Menge an Glykolether(n) und 1,2-Alkandiol(en) muss korrekt bestimmt werden, liegt aber für gewöhnlich im Bereich von etwa 1 bis etwa 15 Gew.% und mehr, für gewöhnlich etwa 2 bis etwa 10 Gew.%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Drucktinte. Oberflächenaktive Substanzen können für gewöhnlich in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 5% und vorzugsweise etwa 0,2 bis etwa 2% basierend auf dem Gesamtgewicht der Drucktinte verwendet werden.
  • BINDEMITTEL
  • Gemäß einer Ausführungsform wird ein lösliches Polymerbindemittel verwendet. Lösliche Polymere können lineare Homopolymere, Copolymere oder Blockpolymere enthalten, sie können auch strukturierte Polymere sein, die Pfropf- oder verzweigte Polymere, Sterne, Dendrimer usw., sind. Wahlweise kann die erste Tinte dispergierte Polymere enthalten. Die dispergierten Polymere können Latices, Polyurethandispersionen usw. enthalten. Die Polymere können durch jedes bekannte Verfahren hergestellt werden, umfassend, ohne aber darauf beschränkt zu sein, freie Radikal-, Gruppentransfer-, ionische, RAFT-, Kondensations- und andere Arten von Polymerisationen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Bindemittelpolymere linear und in dem Träger löslich. Vorzugsweise liegt das zahlengemittelte Molekulargewicht (Mn) im Bereich von 1000 bis 20000, insbesondere 1000 bis 10000, und ganz besonders 2000 bis 6000. Diese löslichen Polymere sind vorzugsweise ionische Polymere, vorzugsweise anionische Polymere mit ionisierbaren Säuregruppen. Der bevorzugte Säuregehalt liegt zwischen etwa 0,65 und etwa 2,9 Milliäquivalenten pro Gramm Polymer, und insbesondere zwischen etwa 0,90 und etwa 1,7 Milliäquivalenten pro Gramm Polymer. Alle Polymere können auch Monomere enthalten, die hydrophile Gruppen aufweisen, einschließlich, ohne aber darauf beschränkt zu sein, Hydroxyle, Amide und Ether.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht das lösliche Bindemittelpolymer im Wesentlichen aus Monomeren der (Meth)acrylsäure und/oder Derivaten davon, und das bevorzugte Mn liegt zwischen etwa 4000 und etwa 6000.
  • Wenn vorhanden, wird das lösliche Polymer vorzugsweise bei Werten, basierend auf dem Endgewicht der Drucktinte, von mindestens 0,3% und vorzugsweise mindestens etwa 0,6% verwendet. Obere Grenzen werden durch Tintenviskosität oder andere physikalische Einschränkungen bestimmt. In einer bevorzugten Ausführungsform sind nicht mehr als etwa 3% lösliches Polymer in der Drucktinte vorhanden, und bevorzugter nicht mehr als etwa 2%, basierend auf Gesamtgewicht der Tinte.
  • ANDERE KOMPONENTEN
  • Andere Komponenten können in die Tintenstrahldrucktinte formuliert werden, in dem Ausmaß, dass solche andere Komponenten die Stabilität und Ausstoßbarkeit der Drucktinte nicht beeinträchtigen, die leicht durch Routineuntersuchungen bestimmt werden kann. Solche anderen Komponenten sind im allgemeinen Sinn in der Technik gut bekannt.
  • Biozide können zur Hemmung des Wachstums von Mikroorganismen verwendet werden.
  • Der Einschluss von Sequestiermitteln (oder Chelatbildnern), wie Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), Iminodiessigsäure (IDA), Ethylendiamin-di(o-hydroxyphenylessigsäure) (EDDHA), Nitrilotriessigsäure (NTA), Dihydroxyethylglyin (DHEG), Trans-1,2-cyclohexandiamintetraessigsäure (CyDTA), Diethylentriamin-N,N,N',N'',N''-pentaessigsäure (DTPA) und Glycoletherdiamin-N,N,N',N'-tetraessigsäure (GEDTA) und Salze davon, können zum Beispiel vorteilhaft sein, um schädliche Wirkungen von Schwermetallunreinheiten zu beseitigen.
  • DRUCKTINTENEIGENSCHAFTEN
  • Die Ausstoßgeschwindigkeit, Abtrennungslänge der Tröpfchen, Tröpfchengröße und Strömungsstabilität werden durch die Oberflächenspannung und die Viskosität der Tinte deutlich beeinflusst. Pigmentierte Tintenstrahldrucktinten haben für gewöhnlich eine Oberflächenspannung im Bereich von etwa 0,2 mN/cm (20 Dyne/cm) bis etwa 0,7 mN/cm (70 Dyne/cm) bei 25°C. Die Viskosität kann bis zu 30 cP bei 25°C betragen, ist aber für gewöhnlich etwas geringer. Die Tinte hat physikalische Eigenschaften, die mit einem weiten Bereich von Ausstoßbedingungen kompatibel sind, d.h., Ansteuerungsfrequenz des Piezoelements, oder Ausstoßbedingungen für einen Thermokopf entweder für eine Vorrichtung mit Tröpfchen nach Bedarf oder eine kontinuierliche Vorrichtung, und die Form und Größe der Düse. Die Drucktinten sollten eine ausgezeichnete Lagerstabilität für lange Perioden haben, so dass sie nicht in einem signifikanten Ausmaß in einer Tintenstrahlvorrichtung verklumpen. Ferner sollte die Drucktinte keine Teile der Tintenstrahldruckvorrichtung korrodieren, mit denen sie in Kontakt kommt, und sollte im Wesentlichen geruchlos und ungiftig sein.
  • Ohne Einschränkung auf einen bestimmten Viskositätsbereich oder Druckkopf ist die erfindungsgemäße Drucktintenkombination für Anwendungen mit geringerer Viskosität besonders geeignet, wie jene, die von Thermodruckköpfen benötigt werden. So kann die Viskosität (bei 25°C) der erfindungsgemäßen Drucktinten und Fixierer geringer als etwa 7 mPa.s (7 cps) sein, ist vorzugsweise geringer als etwa 5 mPa.s (5 cps), und ist insbesondere geringer als etwa 3,5 mPa.s (3,5 cps). Thermotintenstrahlstellglieder beruhen auf der plötzlich Erwärmung/Blasenbildung für den Ausstoß von Tintentröpfchen, und dieser Mechanismus der Tröpfchenbildung erfordert im Allgemeinen Drucktinten geringerer Viskosität.
  • FIXIERUNGSFLUID
  • Ein Fixierungsfluid ist eine "Drucktinte" mit einem Fixierungsmittel, aber nicht unbedingt einem Farbstoff. Das Fixierungsmittel in dem Fixierungsfluid der vorliegenden Erfindung ist eine lösliche Kupferverbindung. Das Fixierungsfluid wird vorzugsweise von einem Tintenstrahldruckkopf ausgestoßen. Für den Zweck dieser Erfindung wird das Fixierungsfluid als Teil der "Drucktintenkombination" angesehen, obwohl der Deutlichkeit und Einfachheit wegen der Begriff "Drucktinte" allgemein hier verwendet wird, um eine Drucktinte mit einem Farbstoff, aber ohne Fixierungsmittel anzugeben. Das Fixierungsfluid kann nach Wunsch einen Farbstoff enthalten, aber das könnte die Anwendung auf die Fixierung nur schwarzer Tinte beschränken. Vorzugsweise enthält das Fixierungsfluid keinen Farbstoff oder ist im Wesentlichen klar. Ebenso kann das Fixierungsfluid vorzugsweise auf das Substrat gedruckt werden und keine sichtbaren Spuren hinterlassen.
  • Das Fixierungsfluid enthält eine "effektive Menge" des löslichen Kupfersalzes, die, wie zuvor und sonst hier verwendet, eine Menge ist, die zum Erreichen einer Verbesserung in OD und/oder Reibbeständigkeit im Vergleich zu einer Drucktintenkombination ohne Fixierer erforderlich ist. Die Konzentration von Kupfer, vorzugsweise zweiwertigem Kupfer (Cu2+) in dem Fixierungsfluid ist vorzugsweise mindestens 0,05 Mol/l, insbesondere mindestens 0,1 Mol/l, und bevorzugter mindestens 0,3 Mol/l. Die obere Grenze der Konzentration wird im Allgemeinen durch praktische Überlegungen bestimmt, wie für den Durchschnittsfachmann offensichtlich ist, wie zum Beispiel den Vorzug, dass das Fixierungsfluid im Wesentlichen farblos ist und/oder keine sichtbaren Spuren auf dem bedruckten Substrat hinterlässt.
  • Das Kupfer ist vorzugsweise Kupfersalz, insbesondere ein Kupfersalz mit hoher Löslichkeit in dem Fixiererträger. Geeignete Kupfersalze enthalten, ohne aber darauf beschränkt zu sein, Kupfernitrat, Kupfersulfat, Kupferacetat und dergleichen.
  • Der Fixierer wird vorzugsweise für eine hohe Verteilung und rasche Durchdringung und Trocknung formuliert. Um diese Eigenschaften zu erreichen, werden für gewöhnlich oberflächenaktive Substanzen und/oder durchdringende Lösemittel verwendet. Die Oberflächenspannung ist vorzugsweise geringer als etwa 40 mN/m.
  • Der Fixierer wird für gewöhnlich vor der Drucktinte auf dem Substrat abgeschieden, und vorzugsweise im Wesentlichen nur in Flächen, die anschließend mit gefärbter Tinte bedruckt werden. Die Fläche, die von dem Fixierer bedeckt ist (Flächenfüllung), muss jedoch nicht vollständig die Fläche füllen, die mit der gefärbten Tinte bedruckt wird. Ebenso muss die Tinte nicht (vollständig) auf den Fixierer fallen. Die Flächenfüllung von unbedrucktem Fixierer kann im Wesentlichen kleiner sein als die Flächenfüllung der aufgedruckten Tinte, und ist dies vorzugsweise auch. Der Bedarf an einem nur geringen Ausmaß an Fixiererfläche ist besonders vorteilhaft, da dies die Flüssigkeitslast verringert, die das Substrat bewältigen muss. Eine hohe Flüssigkeitslast kann zu einem Aufwellen oder Kräuseln des Papiersubstrats führen.
  • Vorzugsweise wird das Fixierungsfluid mit einer Flächenfüllung von weniger als etwa 60% der Flächenfüllung der ersten Drucktinte aufgetragen, insbesondere weniger als etwa 40% einer solchen Flächenfüllung, und ganz besonders weniger als etwa 30% einer solchen Flächenfüllung.
  • SUBSTRAT
  • Die vorliegende Erfindung ist insbesondere zum Drucken auf glattem Papier, wie einem herkömmlichen elektrofotografischen Kopierpapier, vorteilhaft.
  • BEISPIELE
  • HERSTELLUNG VON DISPERSION 1
  • Kohleschwarz (S-160 von Degussa, Oberfläche 150 m2/g) wurde mit Ozon nach dem Verfahren, das in WO01/94476 beschrieben ist, oxidiert und mit LiOH neutralisiert. Nach der Aufbereitung wurde eine Dispersion mit 16,6 Gewichtsprozent selbstdispergierendem Kohleschwarzpigment in Wasser mit einer Viskosität von 3,5 mPa.s (3,5 cps) (25°C) erhalten. Die mittlere Partikelgröße betrug 110 nm und die Säuerzahl (der Grad an Funktionalisierung) betrug 3,3 μMol/m2. Der Grad an Funktionalisierung war laut Messung etwas über dem Sollwert von < 3,0 μMol/m2.
  • Der Grad an Funktionalisierung (die Säuerzahl) dieses SDP (und anderen in diesen Beispielen, die durch das Verfahren gemäß WO01/94476 hergestellt wurden) wurde durch die äquivalenten Mol einer Base bestimmt, die zum Neutralisieren des behandelten Pigments auf einen pH von 7 erforderlich waren. Da die hydrophilen Oberflächengruppen im Wesentlichen alle sauer sind, ist die Säurezahl auch gleich dem Grad an Funktionalisierung.
  • Äquivalente Mol einer Base können durch Titrieren oder im Falle von anorganischen Basen, wie Alkalimetallhydroxiden, durch Atomabsorption (AA) oder induktive gekoppelte Plasma- (ICP-) Analyse bestimmt werden. Mole einer Base pro Gramm SDP werden erhalten und in μMol/m2 durch Teilen der Oberfläche des Pigments und entsprechendes Einstellen der Einheiten erhalten. Der Genauigkeit wegen muss die neutralisierte Probe frei von Kontaminanten, wie freien Säuren oder Salzen sein, die die Messung beeinträchtigen könnten.
  • HERSTELLUNG VON DISPERSION 2
  • Pigment R122 (Clariant EWD) wurde mit Ozon nach dem Verfahren, das in WO01/94476 beschrieben ist, oxidiert. Nach der Aufbereitung wurde eine Dispersion mit 14,6 Gewichtsprozent selbstdispergierendem PR122 in Wasser mit einer Viskosität von 3,0 mPa.s (3,0 cps) (25°C) erhalten. Die mittlere Partikelgröße betrug 118 nm.
  • HERSTELLUNG VON DISPERSION 3
  • Kohleschwarz (FW-18 von Degussa, Oberfläche 260 m2/g) wurde mit Ozon nach dem Verfahren, das in WO01/94476 beschrieben ist, oxidiert. Nach der Aufbereitung wurde eine Dispersion mit 17 Gewichtsprozent selbstdispergierendem Kohleschwarzpigment in Wasser mit einer Viskosität von 6,4 mPa.s (6,4 cps) (25°C) erhalten. Die mittlere Partikelgröße betrug 90 nm und die Säurezahl (Grad an Funktionalisierung) war kleiner als 2,8 μMol/m2.
  • HERSTELLUNG VON DISPERSION 4
  • Carbojet® 300 (ein selbstdispergierendes Kohleschwarzpigment von Cabot Corporation) wurde in Wasser bei einer Konzentration von 15 Gewichtsprozent dispergiert.
  • HERSTELLUNG VON DISPERSION 5
  • Eine polymerstabilisierte Kohleschwarzdispersion wurde in einer Weise ähnlich Beispiel 3 in US 5519085 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Polymerbindemittel 2, das in der Folge beschrieben ist, als Dispergiermittel verwendet wurde.
  • HERSTELLUNG DES LÖSLICHEN POLYMERBINDEMITTELS 1
  • Ein 3-Liter Kolben wurde mit einem mechanischen Rührer, einer Thermosonde, einem N2-Einlass, einem Kondensator, einem Tropftrichter und einer Spritzenpumpe ausgestattet. Tetrahydrofuran (950 g), 1,1-Bis(trimethylsiloxy)2-methylpropen (46,2 g) und Tetrabutylammonium-m-chlorobenzoat (2 g) wurden in einen Topf eingebracht. Die Beschickung I (Tetrahydrofuran (5g) und Tetrabutylammonium-m-chlorobenzoat (0,8 g)) und die Beschickung II (Benzylmethacrylat (600 g), 2-(Trimethylsiloxy)ethylmethacrylat (312 g), Ethyltriethylenglycolmethacrylat (100 g) und Trimethylsilylmethacrylat (152 g)) wurden zum Zeitpunkt 0 Minuten gestartet. Die Beschickung I wurde über 200 Minuten zugegeben. Die Beschickung II wurde über 60 Minuten zugegeben. Nach 360 Minuten wurden 90 g Methanol dem Topf zugegeben. Der Topf wurde unter Rückfluss erwärmt und 500 g wurden destilliert. Eine Lösung aus Wasser (124 g) und Dichloressigsäure (0,2 g) wurde dem Topf zugegeben und unter Rückfluss 60 Minuten erwärmt. Nach dem Rückfluss wurden 725 g destilliert und 2-Pyrrolidinon (889 g) zugegeben. Diese Synthese erzeugt ein statistisches Acrylpolymer mit 60 Gew.% Benzylmethacrylat, 20 Gew.% 2-Hydroxylmethacrylat, 10 Gew.% Ethyltriethylenglycolmethacrylat und 10 Gew.% Methacrylatsäure bei einem Mn von 5300. Die fertige Lösung enthält 52% Polymerfeststoffe in 2-Pyrrolidinon.
  • HERSTELLUNG DES LÖSLICHEN POLYMERBINDEMITTELS 2
  • Ein Blockcopolymer aus Methacrylsäure/Benzylmethacrylat/Ethyltriethylenglycolmethacrylat wurde auf ähnliche Weise wie "Herstellung 4" hergestellt, die in US 5519085 beschrieben ist, mit der Ausnahme, dass das Molverhältnis von Monomeren (13/15/4) war. Das zahlengemittelte Molekulargewicht betrug etwa 5000 und das gewichtsgemittelte Molekulargewicht betrug etwa 6000 g/Mol.
  • HERSTELLUNG DES LÖSLICHEN POLYMERBINDEMITTELS 3
  • Ein statistisches Copolymer aus Methacrylsäure/Benzylmethacrylat/Ethyltriethylenglycolmethacrylat (Molverhältnis 13/15/4) wurde nach herkömmlichen Polymerisierungstechniken hergestellt. Das zahlengemittelte Molekulargewicht betrug etwa 5000 und das gewichtsgemittelte Molekulargewicht betrug etwa 6000 g/Mol.
  • HERSTELLUNG VON DRUCKTINTE
  • Die Drucktintenformulierungen sind in den folgenden Tabellen dargestellt. Werte sind in Gewichtsprozent des Endgewichts. Pigment wurde als Dispersion zugegeben.
    Figure 00120001
    Figure 00130001
  • HERSTELLUNG VON FIXIERUNGSFLUIDS
  • Fixierungsfluids wurden durch Zusammenmischen der Komponenten nach dem folgenden Rezept hergestellt.
  • Figure 00130002
  • Unter Verwendung dieser Formulierung wurden die folgenden Fixierungsfluids hergestellt.
  • Figure 00140001
  • Die Fixierer A1, C1, D1 und E1 enthalten jeweils dieselbe Menge, auf einer Molarbasis, ihres entsprechenden mehrwertigen Kations (0,15 Mol/l). Polyethylenimin (PEI) war Lupasol® FS von BASF. Proxel® GXL ist ein Biozid von Avecia Corporation. Tergitol® 15-S-7 ist eine oberflächenaktive Substanz von Niacet Corporation.
  • SUBSTRAT
  • Die folgenden Papiere wurden als Substrat in Drucktests verwendet: Hammermill Copy Plus (HCP, Xerox 4024 (X4024) und Hewlett Packard Büropapier (Hpoff).
  • MESSUNG DER OPTISCHEN DICHTE UND CHROMA
  • ID und Chroma wurden unter Verwendung eines Greytag-Macbeth SpectroEye (Greytag Macbeth AG, Regensdorf Schweiz) gemessen. Fixierer und Drucktinte wurden mit einem Canon S750 Drucker gedruckt. Druckmuster wurden in CorelDraw (Corel Corporation) erzeugt und die Software wurde auch zur Steuerung der Flächenfüllung des Fixierers verwendet. Der Fixierer wurde bei der gewünschten Flächenfüllung gedruckt und überzog das gesamte Papier. Die Seite wurde dann dem Drucker erneut zugeführt, und dann wurde die Drucktinte auf den Fixierer (100% Flächenfüllung) gedruckt. Für gewöhnlich gab es einen Zeitraum von 3 bis 5 Sekunden zwischen dem Drucken des Fixierers und dem Drucken der Drucktinte. Eine Verlängerung dieses Zeitraums auf 24 Stunden ergab keinen signifikanten Unterschied bei der erhaltenen Änderung in der OD.
  • MESSUNG DES SCHMIERBESTÄNDIGKEIT
  • Fixierer und Drucktinte werden wie soeben beschrieben gedruckt, aber in diesem Fall ist das Drucktintenmuster ein 4 mm breiter Streifen. Zur Bestimmung der Schmierbeständigkeit wird zweimal mit einem Highlighter über den gedruckten Streifen gefahren, ein Strich über dem anderen. Geeignete Highlighter-Stifte sind zum Beispiel unter der Warenbezeichnung Hi-Liter® Highlighting Marker und Hi-Liter® Fluorescent Marker von Avery Dennison Corp. erhältlich. Dieses Verfahren wird an verschiedenen Teilen des Testmusters 10 Sekunden und 10 Minuten nach dem Druck ausgeführt. Die Streifen werden auf Schmierbeständigkeit durch visuelle Überprüfung nach der folgenden Skala bewertet – die beste anwendbare Einstufung ist zutreffend.
  • Bewertung nach 10 Sekunden:
    Ausgezeichnet – kein Verschmieren nach zwei Strichen
    Gut- kein Verschmieren nach dem ersten Strich, leichtes Verschmieren nach dem zweiten Strich
    Annehmbar – geringes Verschmieren nach dem ersten Strich
    Schlecht – deutliches Verschmieren nach dem ersten Strich
  • BEISPIEL 1
  • Dies zeigt die Leistung des erfindungsgemäßen Fixierers D1 im Vergleich zu anderen Fixierern. Die vergleichbaren zweiwertigen Metallfixierungsmittel in A1, B1 und C1 sind mit denselben Molarwerten wie Kupfer in D1 vorhanden. Der Fixierer wurde bei 50% Flächenfüllung gedruckt; die schwarze Tinte wird darauf gedruckt.
  • Figure 00150001
  • Die Ergebnisse der optischen Dichte zeigen, dass der erfindungsgemäße Kupferfixierer beständig einer bessere (höhere) OD ergibt als andere Fixierer. Der Vorteil ist besonders groß, wenn ein Bindemittel in den Drucktinten (Drucktinten B und C) vorhanden ist.
    Figure 00150002
    Figure 00160001
    • * nicht gemäß der Erfindung
  • Ergebnisse der Schmierbeständigkeit zeigen, dass die Verwendung eines Fixierers mit SDP Drucktinte ohne Bindemittel (Drucktinte A) die Schmierbeständigkeit verringert. Die Leistung wurde durch Zugabe eines Bindemittels (Drucktinte B) verbessert, aber mit Fixierern, die nicht der erfindungsgemäße Fixierer sind, wird die OD deutlich gesenkt. Der erfindungsgemäße Fixierer war in vorteilhafter Weise viel weniger unempfindlich für ein Bindemittel, wodurch ein Mittel bereitgestellt wird, um sowohl eine hohe OD als auch Schmierbeständigkeit zu erreichen.
  • BEISPIEL 2 (NICHT GEMÄSS DER ERFINDUNG)
  • Dies zeigt die Vorteile des erfindungsgemäßen Fixierers mit einem Magenta-SDP. Der erfindungsgemäße Fixierer D1 mit Kupfersalz ergab eine bessere (höhere) OD und Chroma im Vergleich zu dem Fixierer F1 mit Kalziumsalz und PEI.
  • Figure 00160002
  • BEISPIEL 3
  • Es wird ein Vergleich der OD für verschiedene Fixierer bei mehreren verschiedenen Prozent Flächenfüllung gezeigt.
    Figure 00170001
    • * nicht gemäß der beanspruchten Erfindung
  • Die Ergebnisse zeigen, dass der erfindungsgemäße Fixierer die höchste OD bei der geringsten Flächenfüllung erreicht, besonders bemerkenswert, wenn ein Bindemittel in der Drucktinte verwendet wird (d.h., Drucktinte B). Eine geringere Flächenfüllung ist vorteilhaft, da sie eine geringe Flüssigkeitslast auf das Substrat ausübt. Bei Fixiererfüllungen von mehr als 75% war die Kräuselung des Papiers stark.
  • BEISPIEL 4
  • Dies zeigt die Wirkung der Kupferkonzentration und Flächenfüllung. Fixierer D1 war 0,15 Mol/l und Fixierungsmittel D2 war 0,30 Mol/l Kupferfixierer.
  • Figure 00170002
  • Ein rascher Anstieg in OD bei geringer Flächenfüllung kann mit dem erfindungsgemäßen Fixierer erreicht werden. Die hohe Löslichkeit und geringe Viskosität der Kupfernitratlösung macht dies möglich.
  • Die Konzentration des Fixierungsmittels und die Fixierer-Flächenfüllung können optimiert werden, um den gewünschten Grad einer Druckqualitätsverbesserung mit der geringsten Flüssigkeitsbelastung zu erreichen.
  • BEISPIEL 5
  • Weitere Demonstration des Vorteils (höhere OD) des erfindungsgemäßen Fixierers (D1) im Vergleich zu Fixierern A1, C1, G1, E1 und zu keinem Fixierer. Der Fixierer wurde bei 50% Flächenfüllung aufgebracht.
    Figure 00180001
    • * nicht gemäß der beanspruchten Erfindung
  • VERGLEICHSBEISPIELE
  • Drucktinte K mit polymerstabilisiertem Pigment (nicht-SDP) wird mit verschiedenen Fixierern aufgebracht. In diesem Fall erweist sich Fixierer D1, der Kupfersalz enthält, nicht als deutlich besser als andere Fixierer.
  • Figure 00190001
  • BEISPIEL 6
  • Dieses Beispiel zeigt den weiteren Vorteil (höhere OD) einer Formulierung der SDP-Drucktinte mit mehrwertigen Kationen und Fixierung der Drucktinte mit dem erfindungsgemäßen Fixierer (D1).
  • Zusätzliche Drucktintenformulierungen wurden durch Zusammenmischen der Komponenten nach den folgenden Rezepten erhalten. Der Fixierer wurde bei 50% Flächenfüllung aufgebracht.
    Figure 00190002
    Figure 00200001
    • * nicht gemäß der beanspruchten Erfindung
  • Drucktinte, die mit mehrwertigen Metallsalzen (Drucktinte L2 bis L4) formuliert ist und mit dem erfindungsgemäßen Fixierer verwendet wird, ergab eine höhere optische Dichte als gleiche Drucktinte (Drucktinte L1) ohne Salz. Diese Wirkung fehlt bei anderen Fixierern oder ist weniger deutlich. Besonders vorteilhaft ist die Kombination von Drucktinte L2 (Kalziumsalz hinzugefügt) und dem erfindungsgemäßen Fixierer.
  • Drucktinte mit löslichem Bindemittel 1 könnte auch mit hinzugefügtem Kalziumsalz (Drucktinte M) formuliert werden, und es wurde wieder ein Anstieg in der optischen Dichte erreicht. Versuche, analoge Formulierungen mit Bindemittel 1 und Kupfer- oder Aluminiumsalz herzustellen, ergaben keine stabile Drucktinte.

Claims (11)

  1. Tintenstrahldrucktintenkombination, umfassend: eine erste Drucktinte, die einen selbstdispergierenden Pigmentfarbstoff umfasst, der in einem ersten wässrigen Träger dispergiert ist; und ein Fixierungsfluid, das ein lösliches Kupfersalz in einem zweiten wässrigen Träger umfasst, wobei die erste Drucktinte ferner ein lösliches Polymerbindemittel umfasst oder/und eine effektive Menge eines mehrwertigen Kations.
  2. Drucktintenkombination nach Anspruch 1, wobei das lösliche Polymerbindemittel ein im Wesentlichen lineares, anionisches Polymer mit einem zahlengemittelten Molekulargewicht im Bereich von 1000 bis 20 000 ist.
  3. Drucktintenkombination nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend mindestens vier unterschiedlich gefärbte wässrige Drucktinten, wobei mindestens eine der gefärbten Drucktinten eine erste Drucktinte ist.
  4. Drucktintenkombination nach Anspruch 3, des Weiteren umfassend mindestens vier unterschiedlich gefärbte, wässrige, pigmentierte Drucktinten.
  5. Drucktintenkombination nach Anspruch 1, wobei das lösliche Kupfer in dem Fixierungsfluid in einer Menge von mindestens 0,05 Mol/L vorhanden ist.
  6. Drucktintenkombination nach Anspruch 1, wobei das selbstdispergierende Pigment in der ersten Drucktinte selbstdispergierendes Kohleschwarzpigment ist, das anionische hydrophile Gruppen umfasst.
  7. Drucktintenkombination nach Anspruch 6, wobei die anionischen hydrophilen Gruppen an dem selbstdispergierenden Kohleschwarzpigment primär Carboxylgruppen sind.
  8. Verfahren für einen Tintenstrahldruck auf einem Substrat, umfassend die Schritte des Ausstoßens einer Drucktintenkombination auf ein Substrat, wobei die Drucktintenkombination die Drucktintenkombination umfasst, die in einem oder allen Ansprüchen 1 bis 7 beschrieben ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Fixierungsfluid vor der ersten Drucktinte auf das Substrat ausgestoßen wird, und die Fläche des Substrats, die von dem Fixierungsfluids bedeckt ist, im Wesentlichen von der ersten Drucktinte bedeckt ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Flächenfüllung mit dem Fixierungsfluid geringer ist als die Flächenfüllung mit der ersten Drucktinte.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Fixierungsfluid bei einer Flächenfüllung von weniger als etwa 60% der Flächenfüllung der ersten Drucktinte aufgetragen wird.
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