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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
obengenannten Offenbarungen werden hierin für alle Zwecke in ihrem gesamten
Umfang zur Bezugnahme zitiert.
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Es
besteht weiterhin ein Bedarf an verbesserten Tintenstrahldrucktinten,
die erhöhte
Druckgeschwindigkeiten ermöglichen,
während
eine gute Druckqualität
beibehalten wird.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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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.
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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.
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Ebenso
ist bevorzugt, dass der selbstdispergierende Pigmentfarbstoff in
der ersten Tinte ein selbstdispergierendes Kohleschwarzpigment umfasst.
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Ebenso
ist bevorzugt, dass das Fixierungsfluid, wenn es gedruckt ist, keine
sichtbaren Spuren hinterlässt
und/oder im Wesentlichen farblos ist.
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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.
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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.
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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.
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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.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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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.
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FARBSTOFF
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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.
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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.
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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.
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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").
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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.
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In
Bezug auf die Oberflächenbehandlung
ist das Zeta-Potenzial vorzugsweise geringer als etwa 120 Millivolt,
und insbesondere geringer als etwa 100 Millivolt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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MEHRWERTIGES
KATION
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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.
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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.
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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.
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"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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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TRÄGER
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"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).
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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.
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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.
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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).
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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.
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BINDEMITTEL
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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.
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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.
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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.
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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.
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ANDERE KOMPONENTEN
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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.
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Biozide
können
zur Hemmung des Wachstums von Mikroorganismen verwendet werden.
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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.
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DRUCKTINTENEIGENSCHAFTEN
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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.
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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.
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FIXIERUNGSFLUID
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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SUBSTRAT
-
Die
vorliegende Erfindung ist insbesondere zum Drucken auf glattem Papier,
wie einem herkömmlichen
elektrofotografischen Kopierpapier, vorteilhaft.
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BEISPIELE
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HERSTELLUNG VON DISPERSION
1
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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.
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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.
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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.
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HERSTELLUNG VON DISPERSION
2
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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.
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HERSTELLUNG VON DISPERSION
3
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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.
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HERSTELLUNG VON DISPERSION
4
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Carbojet® 300
(ein selbstdispergierendes Kohleschwarzpigment von Cabot Corporation)
wurde in Wasser bei einer Konzentration von 15 Gewichtsprozent dispergiert.
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HERSTELLUNG VON DISPERSION
5
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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.
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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.
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HERSTELLUNG DES LÖSLICHEN
POLYMERBINDEMITTELS 2
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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.
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HERSTELLUNG DES LÖSLICHEN
POLYMERBINDEMITTELS 3
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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.
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HERSTELLUNG
VON DRUCKTINTE
-
Die
Drucktintenformulierungen sind in den folgenden Tabellen dargestellt.
Werte sind in Gewichtsprozent des Endgewichts. Pigment wurde als
Dispersion zugegeben.
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HERSTELLUNG VON FIXIERUNGSFLUIDS
-
Fixierungsfluids
wurden durch Zusammenmischen der Komponenten nach dem folgenden
Rezept hergestellt.
-
-
Unter
Verwendung dieser Formulierung wurden die folgenden Fixierungsfluids
hergestellt.
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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.
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SUBSTRAT
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Die
folgenden Papiere wurden als Substrat in Drucktests verwendet: Hammermill
Copy Plus (HCP, Xerox 4024 (X4024) und Hewlett Packard Büropapier
(Hpoff).
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MESSUNG DER
OPTISCHEN DICHTE UND CHROMA
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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.
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MESSUNG DES
SCHMIERBESTÄNDIGKEIT
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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.
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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
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BEISPIEL 1
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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.
-
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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.
- *
nicht gemäß der Erfindung
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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.
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BEISPIEL 2 (NICHT GEMÄSS DER ERFINDUNG)
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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.
-
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BEISPIEL 3
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Es
wird ein Vergleich der OD für
verschiedene Fixierer bei mehreren verschiedenen Prozent Flächenfüllung gezeigt.
- *
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.
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BEISPIEL 4
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Dies
zeigt die Wirkung der Kupferkonzentration und Flächenfüllung. Fixierer D1 war 0,15
Mol/l und Fixierungsmittel D2 war 0,30 Mol/l Kupferfixierer.
-
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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.
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Die
Konzentration des Fixierungsmittels und die Fixierer-Flächenfüllung können optimiert
werden, um den gewünschten
Grad einer Druckqualitätsverbesserung
mit der geringsten Flüssigkeitsbelastung
zu erreichen.
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BEISPIEL 5
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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.
- *
nicht gemäß der beanspruchten
Erfindung
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VERGLEICHSBEISPIELE
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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.
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BEISPIEL 6
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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).
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Zusätzliche
Drucktintenformulierungen wurden durch Zusammenmischen der Komponenten
nach den folgenden Rezepten erhalten. Der Fixierer wurde bei 50%
Flächenfüllung aufgebracht.
- *
nicht gemäß der beanspruchten
Erfindung
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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.
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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.
